4.3 Tiềm năng năng suất vật rụng, phân hủy lá rụng ở các dạng lập địa Vẹt tách, Đước đôi, Mấm trắng
4.3.1 Năng suất vật rụng
4.3.1.1 Năng suất vật rụng tại khu vực nghiên cứu
* Năng suất vật rụng tại lập địa Vẹt tách
Loài Vẹt tách tại khu vực nghiên cứu năng suất vật rụng có mật độ bình quân 2.350 cây/ha; đường kính thân cây 10,98±3,20 cm; chiều cao cây 13,06±3,3 m. Tổng lượng vật rụng của rừng vẹt là 988 g trọng lượng khô/m2/năm (9,88 tấn trọng lượng khô/ha/năm) (Bảng 4.23). Kết quả này thấp hơn nghiên cứu của Đặng Công Bửu (2005) từ 0,97 đến 2,73 tấn/ha. Trong nghiên cứu của Đặng Công Bửu (2005) tổng lượng vật rụng giảm khi mật độ thay đổi từ 9.200 cây/ha xuống 2.800 cây/ha thì lượng vật rụng giảm 12,61 xuống còn 10,85 tấn/ha/năm. Tốc độ sản xuất lá lớn hơn tốc độ rụng lá (số lượng lá mới đạt được là 3.337 lá, số lượng lá rụng 3.215 lá). Kết quả này cho thấy rừng Vẹt đang trong thời kỳ phát triển ổn định, tán cây đã qua giai đoạn cạnh tranh không gian dinh dưỡng, thể hiện qua thành phần cành nhánh trong mẫu vật rụng chỉ chiếm 7% so với 17% ở rừng Đước (Bảng 4.23).
* Năng suất vật rụng tại lập địa Đước đôi
Loài Đước đôi tại khu vực nghiên cứu có mật độ là 1.925 cây/ha; chiều cao cây 13,06±3,3 m; đường kính thân cây 12,25±4,9 cm. Tổng lượng vật rụng của rừng đước theo kết quả nghiên cứu 12,98 tấn trọng lượng khô/ha/năm. Kết quả này cao hơn nghiên cứu của Võ Ngươn Thảo (2004) tại Tam Giang I cho kết quả 913,4 kg đến 1 tấn trọng lượng khô/m2/năm với đường kính thân cây từ 5,3 - 6,4 cm và mật độ 5.900 – 8.700 cây/ha. Lá rụng là thành phần chính của vật rụng, chiếm 67% tổng trọng lượng vật rụng. Những thành phần của cành chiếm tỉ lệ 17%, điều này được biết có sự cạnh tranh không gian dinh dưỡng, từ đó hiện tượng tỉa cành tự nhiên của các cành thấp hơn đã diễn ra và phù hợp với nghiên cứu của Võ Ngươn Thảo (2004). Trụ mầm là một thành phần của vật rụng chiếm 5% tổng số vật rụng, tỷ lệ này nhỏ hơn nghiên cứu của Clough et al. (2000): Trụ mầm chiếm đến 25,7% và 37,5%, điều này cho thấy cây Đước đôi tại khu vực nghiên cứu chưa đến tuổi cây cho sinh sản cao. Ở loài Đước đôi, số lượng lá mới hình thành được ước lượng từ số lượng của lá kèm trong các mẫu vật rụng, bởi vì 2 lá kèm mất đi thì mỗi cặp lá mới được hình thành (Duke et al., 1984). Số lượng của lá mới (1.224 lá/m2/năm) thấp hơn số lượng lá rụng (1.446 lá/m2/năm). Điều này là phù hợp vì hiện tại rừng Đước đôi trong giai đoạn cạnh tranh không gian dinh dưỡng quá trình tỉa cành tự nhiên đã diễn ra,
105
số lượng lá rụng nhiều hơn lượng lá mới. Do đó 1 lá mới được thay thế cho mỗi lá mất đi.
* Năng suất vật rụng tại lập địa Mấm trắng
Loài Mấm trắng tại khu vực nghiên cứu vật rụng có mật độ bình quân 2.425 cây/ha; đường kính thân cây 8,9 ± 3,20 cm; chiều cao vút ngọn 10,56±3,3 m. Tổng lượng vật rụng một năm đạt 1.012 g trọng lượng khô/m2/năm, (10,12 tấn trọng lượng khô/ha/năm) (Bảng 4.23). Kết quả của Luận án thấp hơn nghiên cứu của Đặng Công Bửu (2005) từ 0,12 – 1,68 tấn/ha. Theo Đặng Công Bửu (2005), tổng trọng lượng vật rụng giảm khi mật độ thay đổi từ 3.000 xuống 1.500 cây/ha thì năng suất vật rụng giảm từ 11,8 tấn trọng lượng khô/ha/năm xuống còn 10,3 tấn trọng lượng khô/ha/năm. Mật độ giảm do quá trình tỉa thưa tự nhiên diễn ra, khoảng trống trong rừng tăng lên, tán cây thưa dẫn tới vật rụng giảm.
Bảng 4.23: Thành phần và trọng lượng vật rụng của 3 loài cây
(Đơn vị: gram trọng lượng khô/m2/năm) Thành phần Vẹt tách Tỷ lệ
(%) Đước đôi Tỷ lệ
(%) Mấm trắng Tỷ lệ (%) Lá 696,7516,88 71 876,6610,44 67 663,4 13,14 65 Lá kèm 129,75,51 13 100,569,06 8
Cành 73,736,43 7 222,549,06 17 123,47 3,22 11
Hoa 6,660,27 1 36,032,07 3 57,4 1,38 6
Trụ mầm,
trái 80,976,81 8 63,044,33 5 168,07 4,48 17
Tổng số
(g/m2/năm) 987,83 100 1.298,83 100 1.012,29 100 Tổng số
(tấn/ha/năm) 9,88 12,98 10,12
4.3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất vật rụng
* Ảnh hưởng của mùa vụ đến tổng năng suất vật rụng
Lượng vật rụng hàng tháng của 03 loài cây Vẹt tách, Đước đôi, Mấm trắng được thể hiện trong Hình 4.14.
Tổng lượng vật rụng của loài Đước đôi không sai khác nhau giữa mùa khô 109,28 ± 61,16 g trọng lượng khô/m2/tháng và mùa mưa 107,19 ± 16,6 g trọng lượng khô/m2/tháng. Tổng lượng vật rụng ở các tháng mùa khô có tháng cao nhất trong năm (tháng 12) và có tháng thấp nhất trong năm (tháng 2). Trong mùa khô, tổng lượng vật rụng có hai tháng cao nhất và hai tháng thấp nhất trong năm. Do đó, tổng lượng vật rụng sẽ tiệm cận với giá trị trung bình của năm.
Tổng lượng vật rụng ở mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10) có sự khác biệt về trọng lượng vật rụng ở tháng cao nhất trong mùa (tháng 6) với tháng đầu tiên
106
(tháng 5), tổng lượng vật rụng hàng tháng trong mùa mưa tiệm cận với giá trị trung bình của năm. Kết quả ở trên cho thấy yếu tố mùa vụ không ảnh hưởng đến năng suất vật rụng của loài Đước đôi.
Hình 4.14: Tổng lượng vật rụng hàng tháng của 3 loài cây nghiên cứu Tổng lượng vật rụng hàng tháng của loài Vẹt tách không sai khác giữa mùa khô 81,05±29,33 và mùa mưa 83,59±29,29 (Bảng 4.23). Tổng lượng vật rụng ở các tháng mùa khô cũng có sự khác biệt, có tháng thấp nhất trong năm (tháng 2) tháng 12 cao nhất trong mùa và bốn tháng còn lại dao động quanh giá trị trung bình của năm. Do đó, tổng lượng vật rụng hàng tháng trong mùa khô cũng tiệm cận với giá trị trung bình của năm. Tổng lượng vật rụng hàng tháng ở mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10) cao ở giữa mùa và thấp ở đầu và cuối mùa, có tháng cao nhất trong năm (tháng 9). Sự khác biệt về lượng vật rụng của các tháng trong mùa mưa không nhiều, tổng lượng vật rụng hàng tháng của mùa mưa cũng tiệm cận với giá trị trung bình của năm. Kết quả ở trên cho thấy yếu tố mùa vụ không ảnh hưởng đến năng suất vật rụng của loài Vẹt tách.
Tổng lượng vật rụng của của loài Mấm có khác biệt giữa mùa khô và mùa mưa. Lượng vật rụng mùa khô (116,53 ± 52,47 g trọng lượng khô/m2/tháng) cao hơn mùa mưa (52,18 ± 21,96 g lượng khô/m2/tháng). Sự khác nhau về tổng lượng vật rụng giữa hai mùa do rất nhiều nguyên nhân nhưng nguyên nhân chính là cây bị sâu ăn lá. Sâu bắt đầu cắn lá từ tháng 9 đến tháng 2 năm sau, sâu bệnh thường xuất hiện ở các lâm phần Mấm trắng thuần loài hoặc ưu thế như ở khu vực bố trí thí nghiệm. Ngoài ra độ mặn trong nước cao vào mùa khô (29,12‰)
0 50 100 150 200 250
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lượng vật rụng (g/m2)
Tháng Vẹt tách Đước đôi Mắm trắng
107
dẫn đến sự gia tăng mất lá, là biểu hiện của biện pháp thích ứng của thực vật để giảm sự mất nước từ sự thoát hơi nước qua lá (Wang’ondu et al., 2010)
Bảng 4.24: Thành phần và tổng lượng vật rụng của 3 loài cây ưu thế
Loài
cây Mùa
Thành phần vật rụng Lá
(g/m2)
Lá kèm (g/m2)
Cành (g/m2)
Hoa (g/m2)
Trụ mầm (trái đối với Mấm trắng)
Tổng (g/m2) Đước
đôi
Khô 68,92±33 7,92±4,65 23,44±34,32 3,8±3,59 5,19±7,37 109,28±61,16 Mưa 77,19±10,16 8,84±3,74 13,65±10,7 2,2±2,44 5,31±7,04 107,19±16,6 Vẹt
tách
Khô 66,57±25,65 7,02±2,76 6,37±5,68 0,74±0,94 0,34±0,72 81,05±29,33 Mưa 49,56±22,05 14,6±19,05 5,92±10,67 0,37±0,94 13,15±20,25 83,59±29,29 Mấm
trắng
Khô 88,44±48,14 - 7,11±5,34 0,31±0,74 20,66±45,94 116,53±52,47 Mưa 22,12±11,16 - 13,46±6,89 9,25±11,23 7,35±14,48 52,18±21,96
Tóm lại, năng suất vật rụng của Đước đôi là 12,98 tấn trọng lượng khô/ha/năm. Năng suất vật rụng không khác biệt nhiều giữa mùa mưa và mùa khô và dao động từ 107,19 đến 109,28 g trọng lượng khô theo/m2/tháng. Thành phần vật rụng của loài Đước đôi gồm có lá rụng chiếm tỷ lệ 67%, cành rụng 17%, lá kèm 8%, trái 5% và hoa 3%. Các thành phần lá kèm, lá, cành, hoa rụng quanh năm, trái rụng từ tháng 5 đến tháng 1 năm sau. Năng suất vật rụng của Vẹt tách là 9,98 tấn trọng lượng khô/ha/năm. Năng suất vật rụng không khác biệt nhiều giữa mùa mưa và mùa khô và dao động từ 81,05 đến 83,97 g trọng lượng khô/m2/tháng. Tuy nhiên, năng suất lá rụng trong mùa khô cao hơn mùa mưa, khác biệt này ở mức (P<0,05). Thành phần vật rụng của loài Vẹt tách gồm có lá rụng chiếm tỷ lệ 71%, lá kèm 3%, cành rụng 7%, trụ mầm 8% và hoa 1%.
Các thành phần lá kèm, lá, rụng quanh năm, hoa rụng vào mùa khô nhiều nhất từ tháng 3 đến tháng 5, trái rụng vào mùa mưa tháng 5 đến tháng 12. Năng suất vật rụng của Mấm trắng mùa khô cao hơn mùa mưa. Tổng lượng vật rụng trung bình hàng tháng trong mùa khô là 115,37 g trọng lượng khô/m2/tháng và trong mùa mưa là 50,60 g trọng lượng khô/m2/tháng. Thành phần vật rụng của loài Mấm trắng gồm có lá rụng là thành phần chính (66%), tiếp theo đến trái (17%), cành (12%) và cuối cùng là hoa (5%). Các thành phần lá, cành rụng quanh năm, hoa rụng từ tháng 5 đến tháng 11, trái rụng từ tháng 7 đến tháng 3 năm sau.
* Ảnh hưởng của mùa vụ đến sự rụng lá và hình thành lá mới
Diễn biến quá trình rụng lá và hình thành lá mới của 03 loài cây: Vẹt tách, Đước đôi, Mấm trắng qua các tháng trong năm được thể hiện trong các biểu đồ Hình 4.15, 4.16, 4.17.
Sự hình thành lá của loài Vẹt tách diễn biến theo 3 giai đoạn tập trung của các tháng trong năm. Lá mới tập trung hình thành giai đoạn thứ nhất xảy ra vào
108
tháng 8, giữa mùa mưa, giai đoạn thứ hai, lá mới hình thành tập trung, chủ yếu vào tháng 3 gần cuối mùa khô, và lần thứ ba vào tháng 12 khi mùa mưa chấm dứt. Sự rụng của lá theo 2 giai đoạn tập trung. Giai đoạn rụng lá thứ nhất xảy ra vào cuối mùa mưa, tháng 12, giai đoạn thứ hai xảy ra vào mùa khô (tháng 3 và tháng 5) (Hình 4.15). Kết quả của Duke et al. (1984) cũng đã ghi nhận sự hình thành lá và sự rụng lá chủ yếu là mô hình hai giai đoạn. Riêng đối với các loài thuộc họ Đước có thêm giai đoạn thứ ba. Điều đó tương tự như kết quả trong nghiên cứu này.
Hình 4.15: Diễn biến sự rụng và hình thành lá mới của Vẹt tách
Sự hình thành lá của loài Đước đôi cũng thể hiện bằng đường cong 3 giai đoạn ở Hình 4.16. Giai đoạn đầu tiên xảy ra vào tháng 3 cuối mùa khô, giai đoạn thứ hai xảy ra vào tháng 7 và giai đoạn thứ 3 xảy ra vào tháng 10 lệch về cuối mùa mưa. Sự rụng của lá với mô hình ba giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất xảy ra vào mùa khô tháng 3, giai đoạn thứ hai xảy ra vào tháng10 giữa mùa mưa và giai đoạn thứ ba xảy ra vào tháng 12 đầu mùa khô (Hình 4.16). Sự rụng và sự mọc của lá ở mùa mưa cao hơn mùa khô trong nghiên cứu này tương tự như các kết quả của Leach and Burgin (1985) ở Papua New Guinea.
0 100 200 300 400 500 600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Số lượng lá/m2
Tháng
Lá rụng Lá mới mọc
`
A
109
Hình 4.16: Diễn biến sự rụng và hình thành lá mới của Đước đôi
Sự rụng lá của Mấm trắng xảy ra ở 2 giai đoạn. Giai đoạn cực đại xảy ra vào tháng 4 cuối mùa khô, giai đoạn thứ hai xảy ra vào tháng 12 đến tháng 1 năm sau với mức độ rụng lá thấp hơn (Hình 4.17). Các nghiên cứu trước của Wium-Andersen and Christensen (1978) đã chỉ ra rằng các loài phát triển ở phần đất liền của rừng ngập mặn đã có một mô hình tăng trưởng một giai đoạn. Những loài từ các khu vực thường xuyên bị ngập triều theo quy luật tăng trưởng hai giai đoạn.
Hình 4.17: Diễn biến sự rụng lá của Mấm trắng
0 50 100 150 200 250
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Số lượng lá/m2
Tháng
Lá rụng Lá mới mọc
`
B
0 100 200 300 400 500 600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Số lượng lá/m2
Tháng
Lá rụng
`
C
110
* Ảnh hưởng của mùa vụ đến sự rụng hoa và trụ mầm
Sự rụng hoa ở loài Vẹt tách diễn ra trong mùa khô, bắt đầu từ tháng 2 tới tháng 6. Trọng lượng khô của hoa thu được cao nhất vào tháng 3 đến tháng 4 (Hình 4.18). Trụ mầm bắt đầu rụng từ tháng 5 đến tháng 12, tập trung vào mùa mưa, cao điểm vào các tháng 8, 9, 10, đỉnh điểm ở tháng 9 (33,3 g trọng lượng khô/m2). Trọng lượng khô của trụ mầm thu được giảm mạnh từ tháng 11 và đến hết tháng 12 thì kết thúc quá trình rụng trụ mầm.
Hình 4.18: Năng suất vật rụng (hoa và trụ mầm) của Vẹt tách
Sự rụng các phần của hoa ở loài Đước đôi diễn ra trong suốt năm, với giai đoạn giữa tháng 5 cuối mùa khô (bắt đầu từ tháng 4 đến hết tháng 6) và tháng 12 cuối mùa mưa (bắt đầu từ tháng 11). Trọng lượng khô của hoa rụng thu nhận được trong quá trình khảo sát dao động từ 0,37 g trọng lượng khô/m2 (tháng 3) đến 6,1 g trọng lượng khô/m2 (tháng 12). Sự rụng của trụ mầm bắt đầu từ cuối mùa khô đến kế thúc mùa mưa, cao điểm ở hai đợt: Đợt tháng 5, 6 và từ tháng 11 đến tháng 1 năm sau (Hình 4.19). Kết quả này tương tự như kết quả của Clough et al. (2000) và phù hợp với các nghiên cứu ở Australia và New Guinea, nơi đó hoa rụng từ cuối mùa khô cho đến đầu mùa mưa và kéo dài đến cuối mùa mưa, trụ mầm rụng chủ yếu trong mùa mưa (Duke et al., 1984; Leach and Burgin, 1985). Trọng lượng trụ mầm khô thu được dao động từ 1,05 g/m2 (tháng 10) đến 12,5 g/m2 (tháng 6).
0 5 10 15 20 25 30 35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Trọng lượng khô g/m2
Tháng
Hoa Trụ mầm A
111
Hình 4.19: Năng suất vật rụng (hoa và trụ mầm) của Đước đôi
Sự rụng của hoa ở loài Mấm kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, tập trung ở các tháng 5, 6, 7 sau đó giảm dần đến cuối quá trình rụng hoa. Trọng lượng hoa khô thu nhận được dao động từ 1 g/m2 đến 29 g/m2. Quá trình rụng trái bắt đầu từ tháng 8 đến tháng 12 và kéo dài đến tháng 2 năm sau (Bảng 4.25). Trái Mấm rụng nhiều từ tháng 10 đến hết tháng 12, đỉnh điểm ở tháng 11 (110 g trọng lượng khô/m2). Kết quả này phù hợp với báo cáo của Raju et al. (2012) ở Ấn Độ, loài Mấm trắng bắt đầu ra hoa khi xuất hiện những trận mưa rào vào tháng 6 đến 8.
Bảng 4.25: Năng suất vật rụng của Mấm trắng
(Đơn vị: g/m2) Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng
cộng
Hoa 0 0 0 0 7 29 11 2 4 1 2 0 57
Trái 1 1 0 0 0 0 0 1 6 37 110 12 168 Tổng
cộng 1 1 0 0 7 29 11 3 10 38 112 12 225
* Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến năng suất vật rụng
Hệ số tương quan Pearson (Bảng 4.26) cho thấy bốn yếu tố khí hậu thủy văn có ảnh hưởng đến các thành phần vật rụng của 2 loài Vẹt tách và Mấm trắng nhưng không ảnh hưởng đến các thành phần và tổng vật rụng của loài Đước đôi.
Số giờ nắng tác động thuận với sự ra hoa của loài Vẹt tách (R2 = 0,67; P≤0,01) nhưng tác động nghịch với sự rụng cành của 2 loài (R2 = -0,51; P<0,05) và (R2
= -0,65; P<0,05) tương ứng. Nhiệt độ chỉ ảnh hưởng duy nhất đến sự ra hoa của loài Vẹt tách (R2 = 0,67; P<0,01) mà không ảnh hưởng đến các thành phần và
0 3 6 9 12 15
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Trọng lượng khô g/m2
Tháng
Hoa Trụ mầm
`
B
112
tổng vật rụng của 3 loài. Lượng mưa cũng chỉ tác động đến 3 thành phần của loài Mấm trắng mà không tác động đến các thành phần và tổng vật rụng của 3 loài. Lượng mưa hạn chế sự rụng của lá Mấm (R2 = -0,817; P < 0,01) và kích thích sự ra hoa và sự rụng cành (R2 = 0,52; P < 0,05) và (R2 = 0,54 ; P < 0,05).
Mức nước cao giai đoạn triều cũng chỉ ảnh hưởng đến sự rụng của trái (R2 = 0,68; p < 0,01) và tổng vật rụng của loài cây Mấm (R2 = 0,63; p < 0,05) mà không tác động tích cực hoặc tiêu cực đến các thành phần và tổng vật rụng của 2 loài Vẹt tách và Đước đôi. Thật vậy, hệ số tương quan Pearson cho thấy, tổng vật rụng cũng như hầu hết các thành phần của của loài Đước đôi không có bất cứ mối tương quan nào với các biến khí hậu thủy văn hàng tháng.
Sasekumar and Loi (1983) ghi nhận rằng nhiệt độ, tốc độ gió, lượng mưa, lượng bốc hơi điều khiển ít hơn 50% sự biến đổi của năng suất vật rụng của các loài Bần, Mấm và Đước trong rừng ngập mặn ở Malaysia. Trong rừng ngập mặn Nhật Bản và Trung Quốc, tổng lượng vật rụng bị tác động bởi nhiệt độ và tốc độ gió (Mfilinge et al., 2005; Sharma, 2005). Hossain and Hoque (2008), Ye et al. (2013) cũng ghi nhận năng suất vật rụng bị ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng mưa. Trong nghiên cứu này chỉ tìm thấy hai biến nhiệt độ và số giờ nắng tác động tỉ lệ thuận với sự rụng các bộ phận của hoa loài Vẹt. Tương tự như kết quả này, Lopez-Portillo and Ezcurra (1985) không tìm thấy mối tương quan giữa năng suất vật rụng và lượng mưa. Điều này xác định sự biến đổi của lượng mưa, mực nước giai đoạn triều và nhiệt độ dưới tác động của các yếu tố khí hậu trong khu vực tại thời điểm nghiên cứu chưa phải là yếu tố giới hạn đến sinh trưởng của 3 loài cây nghiên cứu tại Cồn Trong Ông Trang. Trong thực tế, lượng mưa chỉ kiểm soát sự tăng trưởng của cây rừng thông qua sự hình thành lá mới trong hai loài Vẹt tách và Đước đôi trong mùa mưa cao hơn mùa khô, trong khi yếu tố mực nước giai đoạn triều cao làm tăng sự rụng của lá Mấm trong mùa khô và sự phát tán trái Mấm trong mùa mưa và nhiệt độ cao thúc đẩy sự ra hoa của loài Vẹt tách. Đây thực ra là cơ chế thích ứng của thực vật với điều kiện môi trường sống thay đổi. Ngoài ra, các biến khí hậu thủy văn ảnh hưởng không đáng kể đến năng suất vật rụng của 3 loài cây ưu thế tại Cồn Trong Ông Trang là do các yếu tố thuận lợi khác như rừng đang trong giai đoạn trưởng thành, bản chất di truyền của mỗi loài cây và yếu tố thuận lợi khác như hàm lượng dinh dưỡng trong đất. Vì đây là một khu rừng phát triển trên vùng đất mới bồi tụ vùng cửa sông, chúng nhận được một số lượng lớn các chất dinh dưỡng do chế độ bán nhật triều mang lại. Đồng thời, bản chất nguyên sơ của rừng ngập mặn nơi đây cũng dẫn đến một năng suất ổn định của hệ sinh thái rừng ngập mặn.