2.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
2.1.1. Vị trí địa lý và diện tích khu vực nghiên cứu
Long Vĩnh là xã nằm phía Tây Nam của huyện Duyên Hải, cách trung tâm huyện 18 km về hướng Tây, có Quốc lộ 53 đi qua nối liền với Long Khánh, tiếp giáp với biên Đông và cửa sông Hậu với chiều dai bờ biển 12,5 km. Theo địa giới
hành chính 364/CT, vi trí hành chính của xã được khái quát mô tả như sau:
- Phía Đông giáp xã Long Khánh và Đông Hai.
- Phía Tây giáp cửa sông Hậu.
- Phía Nam và Tây Nam giáp Biển Đông.
- Phía Bắc giáp xã Đôn Châu, Đôn Xuân; Thị tran Dinh An huyện Trà Cú.
- Diện tích đất tự nhiên: 6.595,9 ha
- Diện tích có rừng: 1.339,6 ha
+ Diện tích rừng tự nhiên: 565,5 ha
+ Diện tích rừng trồng: 774,1 ha
- Diện tích đất trống: 373,4 ha 2.1.2. Đặc điểm khí hậu và thủy văn
Nằm trong vùng đồng bằng sông Cửu Long thuộc tỉnh Trà Vĩnh, huyện Duyên Hải có điều kiện khí hậu tương tự như toàn vùng, mang tính chất nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Ngoài ra còn chịu ảnh hưởng của khí hậu biến, khu vực có những thuận lợi chung như: có điều kiện ánh sáng bức xạ đồi dao, nhiệt độ cao và ồn định. Tuy nhiên, do đặc thù của vùng khí hậu ven biển nên có một số hạn chế về mặt khí tượng như: gió chướng mạnh, lượng bốc hơi cao, mưa ít, ...
BẢN ĐÓ * xi Long Vinh- huyện Duyên Hai - Tra Vinh Tỷ lê. 1/60 O00
Hình 2.1. VỊ trí của khu vực nghiên cứu ở xã Long Vinh
Sự phân chia 4 mùa trong năm không rõ rệt, chủ yêu có 2 mùa mưa và khô.
- Mùa mưa bat đầu từ tháng 5 đến tháng 11.
- Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.
Xã Long Vĩnh chịu ảnh hưởng mạnh của chế độ thuỷ triều Biển Đông thông qua 2 sông lớn và mạng kênh rạch chẳng chịt. Đây là chế độ bán nhật triều không đều, ngày có 2 lần triều lên và 2 lần triều xuống. Mỗi tháng có 2 kỳ triều cường là sau ngày 1 và 15 âm lịch khoảng 2 - 3 ngày và 2 kỳ triều kém là vào ngày 7 và ngày 23 âm lich. Do gần biến, biên độ và mực nước trên sông rạch khá cao, khu vực xã Long Vĩnh thường bị ngập khá sâu (trên 0,6 m), thường phân bố ở ven sông và vùng trũng giữa các giéng cát.
Có trên 42 rạch triều lớn và rất nhiều kênh rạch nhỏ. Diện tích sông, rạch chiếm khoảng 9% diện tích tự nhiên của xã Long Vĩnh.
Xã Long Vĩnh nhiễm mặn thường xuyên, nguồn nước ngọt khan hiếm, lượng mưa và thời gian mưa ít nên sản xuất nông nghiệp rất khó khăn, vùng này thích hợp
cho kinh doanh Thủy san, Lâm nghiép.
Nước ngầm tầng sâu thường xuất hiện ở độ sâu 100 — 130 m, nước có chất lượng tốt, hiện nay đang dùng cho sinh hoạt và sản xuất.
21
2.1.3. Đặc điểm địa hình và đất đai
Địa hình xã Long Vinh mang tính chất của vùng đồng bang ven biển đặc thù, nơi đây là thấp dần về phía sông Tiền và sông Hậu và vùng nội đồng tạo thành trũng ở giữa. Ngoài ra, trong vùng còn bị chia cắt bởi hệ thống trục lộ, kinh rạch chang chit nên toàn vùng khá phức tạp, các vùng tring, độ dốc chi thé hiện trên từng cánh rừng. Nhìn chung, địa hình xã Long Vĩnh khá thấp và tương đối bằng phẳng với cao trình bình quân phổ biến là nhỏ hơn 0,4 m; thích hợp cho sự phát triển của hầu hết các loại cây rừng ngập mặn có giá trị như: Đước, Mam, Ban chua, Dừa nước...
Đất dai có 4 loại:
(1) Đất bãi bồi là loại cát, thủy triều lên xuống thường xuyên (2) Đất bãi bồi là loại bùn, thủy triều lên xuống thường xuyên.
(3) Đất trong vùng đệm có loại:
Đất sét mềm thấp: ngập nước thường xuyên.
Đất sét pha thịt có độ âm ít ngập nước.
Đất sét pha thịt cứng rắn (líp cao) không ngập nước.
(4) Dat cát ven biển và đất giồng cát hình thành từ nền trầm tích chủ yếu những hạt nặng như sét và các mịn. Do tác động của thủy triều, gió nên có tác động cua tram tích biển xen kẻ trầm tích sông tạo thành giồng cát động .
Trong những năm gần đây, phần lớn các loại đất ngập mặn bị đào thành ao, đấp lên liếp, bờ bao để nuôi tôm; kết quả đã làm địa hình bị phân cắt, đất bị phơi
mưa nắng, mùn bị xối trôi, phèn hóa, bạc màu. Việc cấp thoát nước thủy triều bị cản
trở, môi trường nước bị ô nhiễm làm cho năng suất sinh học và hiệu quả môi trường thủy sản bị giảm sút, nhiều hộ cầm chừng không muốn đầu tư.
2.1.4. Động thực vật rừng
Do địa hình và các nhân tố về điều kiện tự nhiên như trên, nhiều quan thé thực vật như: quan thé Ban chua (Sonneratia caseolaris), đây là loài thích ứng tốt với vùng cửa sông ven biển hầu như thuần loài, ở khu vực phía trong còn xuất hiện quan thé đặc trưng cho vùng ngập mặn như quan thé Dừa nước (Nypa fruticans), quan thể hỗn giao Mam (Avicennia sp.); Dude (Rhizophora apiculata), Vet
(Bruguiera sp.) ... Ngoài ra, còn các loài hạ mộc và thảm tươi gồm có: Lức, Rang, Cóc kèn, O rô, Dừa nước ...
Nguồn thủy sản trong vùng chủ yếu là các loài cá, tôm, cua sinh sống trong môi trường nước lo và nước mặn như: cá kẻo, cá đối, cá chẻm, cá dứa, cua biển, tôm thẻ, tôm đất, tôm bạc. Cùng hiện diện với loài tự nhiên còn có tôm sú (Penaeus monodon), đối tượng nuôi dé xuất khâu. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của mat rừng và thuốc cá nuôi tôm làm cho các loài thủy sản giảm sút trong những năm gần đây.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Dé đáp ứng các mục tiêu nghiên cứu như đã nêu, dé tài tập trung vào 3 nội
dung chính như sau:
Nội dung 1: Những chỉ tiêu lâm học đặc trưng của rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu.
Nội dung 2: Đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn, phân bố số cây theo cấp đường kính và cấp chiều cao (N/D;; và N/H„) ở các cấp cự ly.
Nội dung 3: Trữ lượng, sinh khối và lượng tích tụ carbon của rừng ngập mặn
theo các cự ly từ bìa rừng tại khu vực nghiên cứu.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu 2.3.1.1. Thu thập thông tin thứ cấp
Thu thập và kế thừa các tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu, bao gồm bản đồ địa hình, bản đồ hiện trạng, các tài liệu về điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu thông qua các số liệu thống kê, các nguồn tài liệu đã được xuất bản trên tạp chí, các báo cáo, luận văn, luận án nghiên cứu khoa học, các tai liệu đã công bó về rừng ngập mặn có liên quan đến đề tài luận văn ở trong và ngoài nước.
2.3.1.2. Phân chia cấp cự ly thuộc đối tượng nghiên cứu
Như trình bày tại phần phương pháp (Chương 2), đối tượng nghiên cứu là rừng ngập mặn (RNM) phân bé tại xã Long Vĩnh của huyện Duyên Hải, tinh Trà Vinh, thuộc địa bàn cua 4 ấp chạy dọc ven biển (La Ghi, Vàm Rạch, Giồng Bàn và Cái Cối). Đây là 4 ấp đều nằm cạnh cửa sông Hậu Giang và chạy dọc theo hướng
bờ biển. Do khoảng cách địa lý gần nhau và điều kiện khí hậu giống nhau, cho nên đặc điểm lâm học của rung ngập mặn phụ thuộc nhiều vào điều kiện sinh thái tại chỗ, đó là độ cao địa hình và độ ngập của nước biên theo thuỷ triều.
Theo địa hình thực tế tại khu vực điều tra, đề tài chia thành 3 cấp cự ly căn cứ vào chế độ ngập của thuỷ triều hàng ngày, hang tháng và hang năm: khu vực 1 gồm RNM nằm hoàn toàn xa bờ hay dưới biển và thường xuyên ngập trong nước biển; khu vực 2 gồm RNM nằm gần bờ bao hơn và ngập trong nước biển theo mùa;
khu vực 3 gồm RNM nam sát bờ bao và ngập trong nước biển theo ngày. Tại khu vực RNM nằm ngoài bờ bao, độ cao địa hình cao dần từ phía biển vào và vì vậy độ ngập nước thay đổi theo chế độ thuỷ triéu, dé tài chia thành 3 cấp cự ly tương ứng:
cấp 1 từ biển vào khoảng 400 m có độ ngập cao nhất (ngập thường xuyên), cấp 2 từ biển vào khoảng 400 — 800 m và có độ ngập trung bình (ngập theo mùa), cấp 3 nằm gan bờ bao nhất và cách bia rừng từ phía biển từ 800 — 1.200 m và có độ ngập phụ thuộc vào thuỷ triều hàng ngày. Theo kết quả đó, căn cứ vào độ cao địa hình và chế độ ngập triều, đề tài này xác định có 3 cấp cự ly khác nhau, được đặt tên theo thứ tự từ ngoài vào trong là: cap cự ly 1 (viết tắt CL1), cấp cự ly 2 (viết tắt CL2), cấp cự ly 3 (viết tắt CL3). Đây chính là 3 cấp mức độ dé phân biệt cấp cự ly có thé ảnh hưởng tới cầu trúc, sinh khối và tích tu carbon của rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu.
Các cấp cự ly này trùng với cách gọi theo chế độ ngập nước hay cấp cự ly từ biển vào (đề tài này thống nhất sử dụng là cấp cự ly).
Do khu vực RNM được điều tra chạy dài theo chiều bờ biển khoảng 8 km và chiều ngang của khu vực (theo chiều vuông góc với bờ biển) chỉ khoảng 1,2 km, cho nên việc bố trí ô tiêu chuan (OTC) cơ bản theo tuyến vuông góc với đường bờ biến. Căn cứ vào mục tiêu nghiên cứu, toàn bộ diện tích rừng ngập mặn tập trung ở phía ngoài bờ bao, được phân thành 5 tuyến và mỗi tuyến có 5 OTC của 3 cấp cự ly tính từ biển vào. Như vậy, phan trình bay sau đây là đặc điểm lâm học của RNM ở 25 OTC của 3 cấp cự ly đã điều tra.
Đề dé theo dõi diễn biến số liệu cũng như đặc điểm lâm học của rừng, đề tài sẽ tính toán số liệu theo tuyến (để tham khảo) và theo cấp cự ly (dé so sánh). Tuy mỗi tuyến đều có 5 OTC nhưng số OTC theo cấp cự ly lại không đều nhau là do
mức độ ngập phân bố không đều theo độ cao địa hình hay chiều sâu từ biển vào bờ.
Cụ thé, phân bố số OTC theo từng cấp cự ly như sau (Bảng 2.1):
Bảng 2.1. Phân bố số OTC theo từng cấp cự ly tại khu vực nghiên cứu
Câp cự ly Dia hình Độ ngập Cự ly Sô OTC
Cấpcựlyl Thấp (dudibién) Thườngxuyên Dưới400m 10 Cap cựly2 T.bình(dướibiển) Theo mùa Từ 400 — 800 m 9 Cấpcựly3 Cao(sátbờbao) Theo ngày Trên 800 m 6 Ghi chú: Cự ly được xác định theo chiều từ bia rừng phía biển vào đất liền
Theo kết quả thống kê ở Bảng 2.1, tại khu vực cho thấy: cấp cự ly 1 gồm 10 OTC, cấp cự ly 2 gồm 9 OTC va cấp cự ly 3 gồm 6 OTC. Trong đó, giữa CL1 với CL2 khác biệt bởi cấp cự ly từ bìa rừng phía biên và đồng thời là chế độ ngập theo mùa, giữa các cấp cự ly này cùng khác biệt với CL3 ở độ cao địa hình và có chế độ ngập triều hàng ngày.
2.3.1.3. Thu thập số liệu ngoại nghiệp
Dùng phần mềm Google Earth Pro va MapInfo 15.0 dé bé trí tuyến và các 6 đo đếm.
Khảo sát và cách bồ tri ô tiêu chuan: Dùng máy định vị GPS xác định hướng tuyến và vị trí đo đếm trên mỗi tuyến. Trên chiều dai hơn 8 km và chiều ngang tối đa khoảng 1,2 km đã xác định tổng số 5 tuyến với 25 vị trí khác nhau. Tuyến đánh số theo chiều từ Tây sang Đông, OTC theo chiều từ ngoài biển vào. Trên mỗi tuyến điều tra 5 OTC, diện tích mỗi 6 là 100 m”, khoảng cách giữa các OTC tương đối đều nhau, từ 150 — 200 m. Kết quả điều tra được 25 OTC, cách nhau trung bình 200 m, riêng 6 đầu tiên cách bìa rừng 10 — 50 m. Các ô được bồ trí như sau:
10-50m | 200-400 m | 400 —- 600m | 600 — S00 m > 800m OTCI OTC2 OTC3 OTC4 OTC5
x xX X xX X
25
Tuyến 1: ÔTCsố01 ÔTCsố02 ÔTCsố03 ÔTCsó04 ÔTCsó05 Tuyến2: OTCs606 OTCs607 OTCs608 ÔTCsốó09 ÔTC số 10 Tuyén 3: OTCs611 ÔTCsốl2 ÔTCsốl3 ÔTCsốl4 ÔTCsố 15 Tuyén 4: OTCs616 ÔTCsốl7 ÂÔTCsốl§ ÔTCsốl9 ÔTCsố20 Tuyến 5: OTCs621 ÔTCsố22 ÔTCsố23 ÔTCsố24 ÔTCsó25
Cách tiến hành lập ô tiêu chuẩn theo quy trình điều tra lâm học rừng thông thường, ô tiêu chuẩn có hình vuông với diện tích là 100 mỶ (10 x 10 m). Két qua được ghi vào bảng mau theo quy định và được thực hiện như sau:
+ Trong ô tiêu chuẩn ghi chép lại các thông tin như: Số hiệu ô, vị trí tọa độ và tiền hành xác định tên loài. Sau đó, đo đếm các chỉ tiêu như đường kính thân cây ở chiều cao 1,3 m (D12), chiều cao vút ngọn (Hw), chiều cao dưới cành (Hac), đường kính tan (Dian), phẩm chat cây, mật độ của toàn bộ số cây trong 6 tiêu chuẩn.
+ Do đường kính thân cây ở chiều cao ở vị trí cao ở 1,3 m (Di3): Dùng thước dây đo chu vi tat cả các cây có đường kính lớn hơn 3,0 em với độ chính xác đến 0,1
cm, sau đó suy ra D13 (cm).
+ Do chiều cao vút ngọn (Hw) và chiều cao dưới cành (Hq) bằng thước sào
với độ chính xác 0,1 m.
+ Sức sống hay pham chất của cây chia làm 3 cấp như sau: tốt (a), trung bình (b) và xấu (c); tiêu chí phân biệt a, b và c theo quy định trong lâm học.
2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu
2.3.2.1. Tính toán các đặc trưng lâm học của rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu
Bước 1: Sau khi thu thập số liệu điều tra, tiến hành nhập số liệu điều tra vào phần mềm Excel theo từng OTC, sắp xếp các chỉ tiêu số cây Nay). chiều cao (Hy,),
đường kính (Dị ;) và đường kính tán (Dạ„) theo các cự ly từ bìa rừng của khu vực.
Bước 2: Từ số liệu điều tra ngoài thực địa với các OTC, tiến hành tính toán các chỉ số về cau trúc và sinh trưởng của rừng ngập mặn.
- Cong thức xác định mật độ cây rừng:
N/ha = n/S*10.000 (2.1)
Trong đó: n: tong số cá thé các loài trong mỗi 6 tiêu chuẩn S: diện tích của tất cả các ô tiêu chuẩn
- Tinh thé tích thân cây (V, m”/cây):
V=z/4*D”,;*H*f¿ (i¿=0,45) (2.2)
- Tính toán trữ lượng rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu. Trữ lượng (M) được xác định thông qua công thức:
M (m*/ha) =G *H*F (2.3)
Trong đó: M: Trữ lượng (M/ha).
G: Tiết điện ngang (G/ha).
H: chiều cao cây (m).
F: Hình số thân cây (rừng tự nhiên F = 0.45).
Bước 3: Sau đó tiễn hành tính toán các đặc trưng mau trung bình mau (x),
phương sai (S”), độ lệch tiêu chuẩn (S), hệ số biến động (Cv), sai số tiêu chuẩn trung bình mẫu (S,), biên độ biến động (R), trị số lớn nhất (Xmax) và nhỏ nhất (X„¡„) trực tiếp trên phần mềm Statgraphics theo từng mẫu, trong đó mỗi mau đại diện cho một cự ly tính từ bìa rừng tại khu vực điều tra.
27
2.3.2.2. Xác định các đặc điểm cấu trúc của rừng ngập mặn
Dựa vào những giá trị tính toán được, có thể xác định được gia tri quan trọng của loài (IVI), quy luật phân bố của một số nhân tố điều tra (nhân tố sinh trưởng) như: phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D¡), phân bố số cây theo cấp chiều cao (N/Hụ,), phân bố số cây theo cấp đường kính tán (N/Dian).
Bước 1: Xác định chỉ số giá trị quan trọng (IVI) ở mỗi cự ly từ bìa rừng theo công thức (2.4) (Thái Văn Trừng, 1999) và chọn loài cây ưu thế theo IVI% lớn nhất:
IVI% = (N% + G% +M%)/3 (2.4)
Trong đó: N là số cây trên hecta (N/ha)
G là tông tiết điện ngang của lâm phan (G/ha) M là trữ lượng của lâm phần (Mijha).
Loài có IVI% cao nhất trong số các loài thì gọi là loài ưu thé sinh thái. Theo đó, mỗi cự ly từ bìa rừng sé có một loài ưu thế, toàn khu vực cũng có một loài ưu thế.
Bước 2: Xác định cấu trúc theo phân bố N/D¡¿, N/Hụa và N/Dian. Trước hết, tập hợp số liệu D¡¿ (cm), Hy, (m) va Dian (m) của những cây trong các ô tiêu chuẩn
theo từng cự ly. Kế đến, xác định những đặc trưng thống kê mô tả như giá trị trung bình (X ), sai tiêu chuẩn (S), sai số chuẩn của số trung bình (SE), hệ số biến động (CV%), giá trị lớn nhất (Max), giá trị nhỏ nhất (Min), độ lệch (Sk) và độ nhọn (Ku).
Bước 3: Sau đó, làm phù hợp phân bố thực nghiệm với phân bố lý thuyết.
Mô hình hóa phân bố N/D¡;, N/H,, bằng mô hình lý thuyết thường được sử dụng trong phân bố số cây là mô hình Weibull 2 tham số:
N% = 1-exp(-b#X^c) (2.5)
Trong đó: b và c là 2 tham số của phương trình Weibull X là chỉ tiêu Dị 3 hoặc Hy, của biến số độc lập
Phân bố phù hợp nhất với số liệu thực nghiệm được xác định bằng cách dựa vào giá trị các đặc trưng thống kê của các chỉ số R’, SE, MAE va SSR từ kết qua phương pháp phân tích hồi quy Marquardt. Trong đó, co bản là R’ là max và các chỉ số còn lại gồm SE, MAE, SSR là min.
Bước 4: Tính ty lệ số cây phân bé theo mô hình được chọn vào những cấp D¡¿, Hy, khác nhau và thé hiện đường phân bố lý thuyết. Kết quả nay làm co sở tổng hợp cho từng cự ly tính từ bìa rừng và đưa ra những nhận xét, đánh giá chung cho toàn lâm phần tại khu vực nghiên cứu.
2.3.2.3. Tính toán quan hệ giữa các bộ phận, chỉ số phức tạp cấu trúc
Bước 1: Xây dung hàm hồi quy phi tuyến tính với Y là biến phụ thuộc biểu thi mối tương quan giữa chiều cao (H,,) với đường kính cây (D; 3), giữa đường kính tan (Dim) với đường kính thân (D¡;) hay giữa chiều cao dưới cành (Hạ,) với chiều cao vút ngọn (Hạn) dé làm cơ sở cho việc nhận xét về tình hình cấu trúc bộ phận của
các loài cây trong rừng ngập mặn.
Bước 2: Tính toán thử nghiệm một số dạng phương trình toán học thường áp
dụng trong xây dựng quan hệ tương quan giữa các bộ phận của cây như:
(1) Y=a+b*In(X) (2.6) (2) Y =a + b*sqrt(X) (2.7) (3) Y = sqrt(a + b*X) (2.8) (4) Y = 1a + b/X) (2.9)
(5)Y =a+b*X” (2.10)
Căn cứ vao các đặc trưng thống kê dé lựa chọn phương trình phù hợp nhất:
R’ cao nhất, các trị số SE, MAE va SSR nhỏ nhất. Sau đó, biểu thị đường hồi quy thực nghiệm và lý thuyết rồi đưa ra các nhận xét, đánh giá.
Bước 3: Từ quan hệ của các chỉ tiêu bộ phận, tính toán các chỉ số cấu trúc như chỉ số phức tạp (SCI) va chỉ số canh tranh (CCI) dé xác định mức độ phức tạp của cấu trúc không gian và khả năng cạnh tán của rừng theo từng cấp cự ly.
Từ các chỉ tiêu đo đạc trên mỗi OTC, sau đó tập hợp giữa các OTC cho từng
cấp cự ly của khu vực, tính chỉ số phức tạp cấu trúc (SCD và chi số cạnh tranh tán
(CCI) theo các công thức.
- Chi số SCT là tích số của các chỉ tiêu liên quan đến loài cây, số cây, tiết diện ngang và chiều cao của rừng, được xác định theo công thức (2.11);
trong đó S là số loài cây rừng, còn N là mật độ số cây.
SCI = (S*N*G*H)/10^5 (2.11)
29