(G) của cây Đước
Hình 4.2 Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa tốc độ sinh trưởng của thực vật và hàm lượng Cr trong đất.
Qua đồ thị hình 4.2, cho thấy hàm lượng Cr trong đất có sự ảnh hưởng lớn lên tốc độ sinh trưởng của thực vật. Điều đó được thể hiện rõ qua hệ số tương quan , cho thấy sự tương quan chặt giữa tốc độ sinh trưởng của thực vật và hàm lượng Cr trong đất. Hàm lượng Cr trong đất thấp thì tốc độ sinh trưởng của thực vật cao và ngược lại khi hàm lượng Cr tăng lên dần thì tốc độ sinh trưởng của thực vật cũng giảm dần theo. Ví dụ, khi hàm lượng Cr trong đất ở mức tương đương 50 ppm thì tốc độ sinh trưởng đạt 337.688, khi hàm lượng Cr trong đất tăng lên mức hơn 200 ppm tốc độ sinh trưởng của thực vật lại giảm xuống còn 152.213. Qua đó, cho
Hàm lượng Cr trong đất (ppm)
32
thấy hàm lượng Cr trong đất có sự ảnh hưởng lớn lên tốc độ sinh trưởng của thực vật, hàm lượng Cr trong đất càng tăng thì tốc độ sinh trưởng của thực vật càng giảm.
4.1.3. Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng Cr trong đất, mật độ cây lên sự sinh trưởng của cây Đước.
Bảng 4.2 Kết quả thiết lập tham số mô hình
Ước tính Sai số chuẩn t-Statistic P-Value a0C 0.361427 0.864195 0.418223 0.747824 aCr 0.408862 0.31118 1.31391 0.414159
Trs 46.6875 4.34572 10.7433 0.0590871
V 0.358641 1.44933 0.247453 0.845569
Ntrs 16.1152 6.98067 2.30855 0.260232
Tương quan giữa hàm lượng Cr trong đất, mật độ cây và tốc độ sinh trưởng của thực vật
Hình 4.3 Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hàm lượng Cr trong đất, mật độ ô đo và tốc độ sinh trưởng của cây.
Qua đồ thị hình 4.3, cho thấy ngoài sự ảnh hưởng của hàm lượng Cr trong đất lên tốc độ sinh trưởng của thực vật thì yếu tố mật độ cây cũng có sự ảnh hưởng lớn lên tốc độ sinh trưởng cuả thực vật. Mật độ cây gây ra sự cạnh tranh không gian sống và các chất dinh dưỡng trong đất giữa các các cá thể trong quần thể với nhau. Mật độ cây
Hàm lượng Cr trong đất Mật độ
33
thấp, hàm lượng Cr trong đất thấp, tốc độ sinh trưởng của cây cao, cây phát triển tốt, nhưng một khi mật độ cây tăng lên trong một diện tích không đổi, hàm lượng Cr trong đất cao thì tốc độ sinh trưởng của cây sẽ giảm, cây kém phát triển. Ở các ô đo có mật độ cây ở mức 20 cây/100 m2, có hàm lượng Cr trong đất thấp ở mức khoảng 50 ppm tốc độ sinh trưởng của cây cao. Còn ở các ô đo có mật độ cây cũng ở mức 20 cây/100m2, nhưng có hàm lượng Cr trong đất cao cây phát triển kém hơn hẳn, tốc độ sinh trưởng thấp. Tương tự, ở các ô đo có mật độ cây lớn hơn thì tốc độ sinh trưởng thấp, cây phát triển kém. Từ đó, cho thấy hàm lượng Cr trong đất và mật độ cây có tác động kép lên sự sinh trưởng của cây. Hàm lượng Cr trong đất, mật độ cây trong ô đo và tốc độ sinh trưởng của thực vật có mối tương quan mật thiết với nhau.
Tương quan giữa hàm lượng Cr trong đất, mật độ cây và đường kính thân cây
Hình 4.4 Đồ thị thể hiện sự tương quan giữa hàm lượng Cr trong đất, mât độ ô đo và đường kính thân.
Kết quả phân tích dữ liệu đo với mô hình toán theo như đồ thị hình 4.4 cho thấy, ở các ô đo có mật độ cây ở mức 20 cây trên 100 m2, và hàm lượng Cr trong đất thấp thì đường kính thân cây ở mức khá cao, trên 20 cm. Khi mật độ cây tăng lên trong cùng một diện tích đo, cùng với đó hàm lượng Cr trong đất cao sự phát triển đường kính thân cây chậm dần và đạt khoảng 14 – 15 cm. Trong khi đó, mật độ cây thấp nhưng hàm lượng Cr trong đất cao thì đường kính thân cây cũng ở mức thấp, và chỉ đạt ở mức 14 – 15 cm. Điều đó, chứng minh rằng hàm lượng Cr trong đất và mật độ ô đo ảnh hưởng lên sự phát triển đường kính thân cây. Mật độ cây trong ô đo và hàm lượng Cr trong đất ở mức thấp, cây phát triển tốt đồng nghĩa với việc cây sẽ có một đường kính thân lớn. Ngược lại, cây kém phát triển, đường kính thân bé.
Tuổi của cây là một trong những yếu tố quy định đường kính thân cây. Ở mỗi một độ tuổi cây sẽ có một mức đường kính thân khác nhau. Cây càng lớn tuổi thì kích
34
thước đường kính thân cây càng lớn. Trong khoảng thời gian cây bắt đầu phát triển thì đường kính thân cây tăng lên nhanh qua từng năm, nhưng đến một độ tuổi nhất định thì sự tăng trưởng của cây sẽ chậm lại và đạt kích thước tối đa. Trong điều kiện môi trường phát triển tối ưu, tốc độ sinh trưởng của cây tăng tối ưu qua từng năm. Nhưng trong tự nhiên, môi trường phát triển của cây không phải là tối ưu nữa mà là có sự tác động của nhiều yếu tố lên sự phát triển. Hàm lượng Cr, mật độ cây ảnh hưởng lên sự tăng kích thước đường kính thân cây.
Theo như đồ thị hình 4.4, trong đồ thị có 4 mặt phẳng khác nhau chồng lên nhau, mỗi mặt phẳng quy định một độ tuổi của cây. Ở mặt phẳng trên cùng cây ở 26 tuổi tại vị trí SV2 là vị trí có tuổi cây cao nhất và tại đó mật độ cây chỉ là 16 cây/100 m2, hàm lượng Cr trong đất dưới 50 ppm đường kính thân cây lớn hơn các vị trí khác, đạt khoảng 30 cm. Trong khi, ở vị trí SV3, SV4 có tuổi cây 17 tuổi, mật độ và hàm lượng Cr tương đương SV2 nên đường kính thân cây bé hơn, và ở mức 20 cm. Thấp nhất là 2 vị trí DN1, DN2 nơi cây 21 tuổi, nhưng do hàm lượng Cr tại 2 vị trí này rất cao (nhất vị trí DN1 trên 200 ppm), đường kính thân cây thấp chỉ đạt khoảng 15 – 17 cm. Tóm lại, hàm lượng Cr trong đất, mật độ ô đo, tuổi của cây là những yếu tố chính ảnh hưởng lên sự sinh trưởng của cây, ảnh hưởng lên sự gia tăng kích thước đường kính thân cây.
4.2. Kết quả tính toán mô hình
4.3.1. Đường kính theo điều kiện ô nhiễm Cr giả định
Hình 4.6 Đồ thị mô phỏng ảnh hưởng của các điều kiện ô nhiễm Cr giả định lên đường kính thân cây theo thời gian tại vị trí DN1.
Thời gian (năm)
Đư ờng k ính (c m ) D tại Cr = 40 D tại Cr = 250
35
Hình 4.7 Đồ thị mô phỏng ảnh hưởng của các điều kiện ô nhiễm Cr giả định lên đường kính thân cây theo thời gian tại vị trí DN2.
Hình 4.8 Đồ thị mô phỏng ảnh hưởng của các điều kiện ô nhiễm Cr giả định lên đường kính thân cây theo thời gian tại vị trí SV1.
Thời gian (năm) Thời gian (năm)
Đư ờng k ính (c m ) Đư ờng k ính (c m ) D tại Cr = 40 D tại Cr = 40 D tại Cr = 250 D tại Cr = 250
36
Hình 4.9 Đồ thị mô phỏng ảnh hưởng của các điều kiện ô nhiễm Cr giả định lên đường kính thân cây theo thời gian tại vị trí SV2.
Hình 4.10 Đồ thị mô phỏng ảnh hưởng của các điều kiện ô nhiễm Cr giả định lên đường kính thân cây theo thời gian tại vị trí SV3 và SV4.
Qua các biểu đồ trên, cho thấy sự hàm lượng Cr trong đất có sự ảnh hưởng lớn lên sự phát triển đường kính thân cây. Hàm lượng Cr trong đất càng cao sự phát triển đường kính thân cây chậm dần. Trong các biểu đồ trên, điều kiện ô nhiễm Cr trong đất được chạy với hai điều kiện ô nhiễm giả định cho tất cả các địa điểm lấy mẫu. Điều
Thời gian (năm) Thời gian (năm)
Đư ờng k ính (c m ) Đ ườ ng k ính (c m ) D tại Cr = 40 D tại Cr = 40 D tại Cr = 250 D tại Cr = 250
37
kiện ô nhễm giả định thứ nhất được chạy với hàm lượng Cr trong đất là 40 ppm và điều kiện ô nhiễm giả định thứ 2 chạy với hàm lượng Cr trong đất là 250 ppm với thời gian cho sự mô phỏng là 120 năm. Qua các kết quả chạy mô phỏng ở các biểu đồ trên, cho thấy ở điều kiện giả định chạy với hàm lượng Cr 40 ppm ở tất cả các vị trí lấy mẫu, sự phát triển của đường kính thân phát triển tuân theo một đường cong, và trong khoảng thời gian từ 0 – 60 năm là khoảng thời gian cây phát triển nhanh nhất, sau khoảng đó đường kính thân bắt đầu phát triển chậm dần, và khi đến giai đoạn khoảng 120 năm thì đường kính thân cây ở tất cả các địa điểm đều đạt từ 60 – 70 cm. Ở điều kiện giả định thứ 2 chạy với hàm lượng Cr trong đất 250 ppm, đường kính thân cây phát triển chậm hơn rất nhiều so với điều kiện ô nhiễm giả định thứ nhất chạy với hàm lượng Cr 40 ppm trong tất cả các giai đoạn. Trừ giai đoạn đầu tiên trong khoảng hơn 10 năm đầu cả hai mức ô nhiễm giả định sự phát triển cảu cây Đước như nhau (do ở trong quá trình mô phỏng này chúng tôi giả định sự ô nhiễm môi trường là bắt đầu từ năm 2000, trong khi ở các vị trí lấy mẫu, cây Đước được trồng lại trước năm 2000) . Ở điều kiện ô nhiễm giả định Cr 250 sau khoảng 120 năm thì đường kính thân cây là thấp đạt dưới 50 cm, thấp hơn rất nhiều so với điều kiện ô nhiễm giả định Cr 40.
Tại các vị trí lấy mẫu, hàm lượng Cr trong đất cao nhất tại vị trí DN1 (241 ppm), DN2 (104 ppm) cao hơn nhiều so với các vị trí lấy mẫu khác từ SV1 đến SV4 (khoảng trên 40 ppm). Qua các biểu đồ trên, cho thấy ở vị trí DN1 đường kính thân cây thấp nhất so với các vị trí còn lại sau thời gian phát triển 120 năm nếu như mức hàm lượng Cr trong đất không giảm và ở mức xấp xỉ là 250 ppm giống như ở điều kiện ô nhiễm giả định Cr 250, đường kính thân dưới 50 cm. Ngược lại, tại các vị trí khác có hàm lượng Cr đo được thực tế chỉ trên mức 40 ppm, sẽ có được đường kính lớn hơn so với DN1 và ở khoảng gần 70 cm sau 120 năm phát triển giống như ở điều kiện ô nhiễm giả định Cr 40.
Hàm lượng Cr trong đất có sự ảnh hưởng lớn lên sự phát triển của thực vật, hàm lượng Cr trong đất cao sẽ kiềm chế sự phát triển của cây, làm cho đường kính thân cây bé hơn so với mức phát triển bình thường. Điều này đã được chứng minh bởi Hauschild. M.Z. (1993): “ Cây lúa mạch khi tiếp xúc với Cr(VI) ở nồng độ 50 ppm thì cây vẫn sống nhưng có sự thay đổi ở bên ngoài; hơn nữa tiếp xúc ở nồng độ 100 ppm gây ra sự thay đổi mạnh sau 2 ngày, và sau 7 – 10 ngày tất cả các cây lúa mạch chết. Triệu chứng ngộ độc gây ra bởi Cr(VI) là mạnh hơn so với gây ra bởi Cr(III), và xuất hiện sớm hơn và ở nồng độ thấp”.
4.3.2. Sinh khối rừng theo các điều kiện ô nhiễm Cr giả định
Phương trình:
1
1
o c
Bi m a dbh
Biom: là giá trị sinh khối của cây, giá trị này phụ thuộc vào độ lớn của đường kính thân cây (dbh) .
38
Hình 4.11 Sinh khối rừng theo kịch bản ô nhiễm Cr. (a) Điều kiện ô nhiễm giả định Cr = 40 ppm; (b) Điều kiện ô nhiễm giả định Cr = 250 ppm.
Kết quả mô phỏng sinh khối rừng theo 2 điều kiện ô nhiễm giả định, một chạy với điều kiện ô nhiêm Cr ở mức 40 ppm (Cr 40) và điều kiện ô nhiễm giả định thứ 2 chạy với hàm lượng Cr ở mức 250 ppm (Cr 250). Qua đó, cho thấy ở điều kiện ô nhiễm Cr 40 năng suất rừng tăng cao, sinh khối rừng cao hơn (diện tích vùng có màu da cam lớn hơn, Hình 4.11) so với điều kiện ô nhiễm Cr 250. Điều kiện ô nhiễm Cr 40 rừng phát triển nhanh qua các năm, tăng nhanh sinh khối rừng (diện tích vùng màu da cam ngày cành mở rộng). Trong khi đó ở điều kiện ô nhiễm Cr 250, giá trị sinh khối rừng tăng dần nhưng sự tăng sinh khối rừng ở đây rất chậm. Điều đó càng khẳng định thêm hàm lượng Cr trong đất gây ảnh hưởng lên sự phát triển của rừng, làm giảm độ giàu sinh khối rừng nếu hàm lượng Cr trong đất tăng cao.
Tóm lại, các yếu tố môi trường (ô nhiễm Cr trong đất, mật độ cây, độ tuổi của cây) có sự ảnh hưởng lớn lên sự sinh trưởng, phát triển của cây Đước. Giữa các yếu tố môi trường và sự sinh trưởng của thực vật có sự tương quan chặt với nhau. Khi hàm lượng Cr tích lũy trong đất cao, tốc độ sinh trưởng cây Đước giảm sút, cây Đước phát triển kém hơn so với khi hàm lượng Cr tích lũy trong đất thấp, đường kính thân bé hơn, sinh khối rừng thấp hơn (Hình 4.11).
39
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1. Kết luận
Sự tích lũy hàm lượng Cr trong đất giảm dần dọc theo chiều dài kể từ địa điểm đầu tiên. Càng xa vị trí tiếp xúc với nguồn thải thì hàm lượng Cr tích lũy trong đất càng giảm.
Hàm lượng Cr trong đất có ảnh hưởng lớn lên tốc độ sinh trưởng của thực vật. Sự tích lũy hàm lượng Cr lớn trong đất sẽ gây ra sự kiềm chế tốc độ sinh trưởng của thực vật, làm cây kém phát triển.
Mật độ cây trong ô đo ảnh hưởng lên tốc độ sinh trưởng của thực vật. Mật độ cây cùng với hàm lượng Cr trong đất gây ra sự tác động kép lên sự phát triển của thực vật. Mật độ cây cao, cùng với hàm lượng Cr trong đất cao sẽ kiềm chế sự phát triển của cây, làm giảm kích thước đường kính thân cây. Ngược lại, cây sẽ phát triển nhanh, sinh khối lớn.
Kết quả khi chạy mô hình ở hai điều kiện ô nhiễm Cr giả định trong đất lần lượt với hai nồng độ 40 ppm và 250 ppm. Cho thấy, cây rừng phát triển tốt ở điều kiện ô nhiễm đầu tiên Cr 40, đường kính thân lớn, qua đó sinh khối rừng cũng ngày càng tăng nhanh. So với điều kiện ô nhiễm Cr 250, cây rừng bắt đầu phát triển chậm lại, tổng sinh khối rừng cũng không lớn sau thời gian chạy mô hình là 120 năm.
5.2. Đề nghị
Hiện nay, đề tài mới mô phỏng được quá trình sinh trưởng của cây Đước, đây mới chỉ là một giai đoạn trong sự sinh trưởng và phát triển của cây Đước. Vì vậy, nên tiếp tục phát triển mô hình với các giai đoạn phát tán hạt mầm, cây con trồng thêm vào và giai đoạn chết của cây Đước, để mô hình càng được hoàn thiện.
Tiếp tục mô phỏng sự sinh trưởng của cây Đước dưới sự ảnh hưởng của các chất ô nhiễm môi trường khác (ô nhiễm hữu cơ, các kim loại Pb, Cu, Cd….).
Hệ sinh thái rừng ngập mặn là một hệ sinh thái với sự đa dạng về các thành phần loài cây ngập mặn. Sử dụng mô hình để mô phỏng sinh trưởng dưới sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường (độ mặn, ô nhiễm môi trường…) cho các loài cây khác trong hệ sinh thái rừng ngập mặn (Chà là, Mắm, Sú, Bần….).
40
TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1. Báo cáo tóm tắt: “Tình hình kinh tế - xã hội, quốc phòng – an ninh năm 2013 và phương hướng nhiệm vụ năm 2014”. Ủy ban nhân dân huyện Long Thành. 2. Báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc chất lượng đất trên địa bàn tỉnh Đồng Nai
năm 2013. Sở Tài nguyên – Môi trường Đồng Nai.
3. Báo cáo tổng hợp quan trắc chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2013. Sở Tài nguyên – Môi trường Đồng Nai.
4. Huỳnh Thị Minh Hằng, Nguyễn Hoàng Anh - "Thử nghiệm sử dụng chỉ thị thực vật theo dõi biến động nền đat khu vực Cần Giờ thông qua tài liệu Viễn thám ". Tạp chí Phát Triển Khoa Học và Công Nghệ, ĐHQG HCM, 12/2002.
5. Nguyễn Duy Toàn. 2004. Báo cáo Đề tài Nghiên cứu Khoa học. Nghiên cứu