Chương 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU 1. Một số khái niệm và các vấn đề liên quan đến đề tài Rừng ngập mặn (RNM) là hệ sinh thái sinh trưởng và phát triển trên các dang lập địa ngập triều vùng cửa sông, ven biển của các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới. Theo Quyết định số 1423/QĐ-BNN-TCLN của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công bồ hiện trang rừng toàn quốc năm 2019. Diện tích đất có rừng tại Việt Nam là 14.434 ha rừng tự nhiên và 4.786 ha rừng trồng: Diện tích đất có rừng đủ tiêu chuẩn để tính tỷ lệ che phủ toàn quốc là 13.223 ha chiếm tỷ lệ che phủ 41,89%.
Rừng là một trong những nguồn tài nguyên có khả năng tái tạo quý giá nhất của đất nước ta. Rừng tham gia vào quá trình, điều hòa khí hậu, duy trì tính 6n định và độ màu mỡ của đất, hạn chế lũ lụt, hạn hán làm giảm nhẹ sức tàn phá khốc liệt của các thiên tai, góp phần bảo tồn nguồn nước mặt và nước ngầm, có khả năng tái tạo mà còn có giá trị lớn về kinh tế, gắn liền với đời sống của người dân. Đặc điểm cau trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cau tạo nên quan thé thực vật theo không gian và thời gian. Trong nghiên cứu cấu trúc của rừng trồng thuần loại, đều tuổi thì hai nhóm số liệu được các tác giả quan tâm nghiên cứu đó là đường kính thân cây tại vi trí 1,3 m (D;3) và chiều cao vút ngọn (Hw) của các cá thé cây rừng.
Số liệu về đường kính thân cây tại vi trí 1,3 m dùng để đánh giá kích thước của cây và biểu thị tuổi của rừng. Số liệu về chiều cao vút ngọn dùng dé đánh giá kích thước của cây và biểu thị sự phân tầng rừng (Giang Van Thắng, 2002). Cau trúc rừng phan ánh điều kiện sinh thái. Cu thể, những nơi có điều kiện môi trường khắc nghiệt, cấu trúc rừng đơn giản chỉ gồm những loài cây chông chịu được môi trường đó.
Nơi có môi trường thuận lợi, câu trúc rừng phức tạp và gồm nhiều loài cạnh tranh, có phần cộng sinh và các loài ký sinh (các loại rêu, địa y. Vùng ôn đới, cấu trúc rùng thường là thuần loài, đều tuổi, một tầng, rụng lã. Vùng nhiệt đới như Việt Nam, cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng điển hình là rừng hỗn loài, nhiều tầng, thường xanh quanh năm (Nguyễn Đình Trưởng, 2012). Riêng RNM phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận xích đạo nên đối với môi trường không khí nhiệt đô là yếu tố đặc trưng, ở những nơi có biên độ thích hợp và ít dao động, cây ngập mặn có điều kiện sinh trưởng và phát triển tốt cho nên hạt giống khi phát tán có điều kiện nảy mầm ở mức tối ưu nhất, ngược lại ở những nơi có biên độ dao động nhiệt lớn thì quá trình sinh trưởng, phát triển sẽ diễn ra chậm cho nên cũng ảnh hưởng tới sự phân bố RNM.
Loài cây ngập mặn có điều kiện sinh trưởng và phát triển tốt trong môi trường nước để cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết, có vai trò cân bằng và duy trì độ mặn để hạt giống các loài cây ngập mặn ở những khu vực khác có điều kiện nảy mầm. Với môi trường đất trong một quần xã RNM phụ thuộc vào nhiều yếu tố địa hình. Sự thay đôi mực nước biển hoặc quá trình xói mòn, sạt lở có thé tác động trực tiếp đến sự phân bố của RNM. Các quần xã RNM phát triển tốt nhất đối với những bãi bồi có đảo che chắn sẽ tạo điều kiện cho cây ngập mặn phát triển tốt.
Tình hình nghiên cứu trên thế giới liên quan đến đề tài 1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Joshi và Ghose (2003) khi nghiên cứu về “Cấu trúc rừng và phân bố loài dọc theo độ mặn và pH của đất độ dốc trong đầm lầy ngập mặn của Sundarbans” cho thấy, đất có độ mặn (13,0 đến 31,2 ppt) giảm khi khoảng cách ngày càng xa bờ biển nhưng không có xu hướng này được nhận thấy ở pH đất (7,0 đến 7,9). Tần suất ngập triều đường như ảnh hưởng đến đất có độ mặn. Acanthus ilicifolius, Avicennia alba và Avicennia marina thường xuyên ngập triều.
Chỉ số phức tạp (SCI) tối đa đã được ghi nhận trên vùng mặn ít nhất. Phân loại nhóm sinh thái chỉ ra rằng Avicennia marina và Avicennia officinalis có thê chịu đựng được độ man của đất cao trong khi Aegiceras corniculatum, Ceriops decandra, Dalbergia spinosa, Derris trifoliata và Excoecaria agallocha bị hạn chế ở những vùng có độ mặn thấp. Hau hết các loài đã có một phạm vi pH tối ưu, ngoại trừ Avicennia marina, xảy ra trong các điều kiện pH khác nhau. Acanthus ilicifolius tương đối không nhạy cảm với độ pH và độ mặn do độ cao của nó biên độ sinh thai.
(1993) (trích dẫn bởi Viên Ngọc Nam, 2013), cấu trúc và chức năng hệ sinh thái rừng ngập mặn, thành phần và phân bố các loài cây cũng như các kiểu sinh trưởng của các sinh vật rừng ngập mặn phụ thuộc nhiều vào 8 yếu tố môi trường: Địa lý ven biến, khí hậu, thủy triều, sóng - dòng chảy, độ mặn, độ oxy hòa tan, đất và các chất dinh dưỡng. Cấu trúc của hệ sinh thái rừng ngập mặn, thành phan, phân bố loài và kiểu sinh trưởng rừng ngập mặn đều phụ thuộc vào các yếu tố môi trường này. Nghiên cứu về sinh khối rừng Ibrahim Kasawani và ctv (2007) trong “Nghiên cứu về cấu trúc rừng, chỉ số đa dạng và sinh khối trên mặt đất tại rừng ngập mặn Tok Bali, Kelantan, Malaysia” dé xác định thành phan loài, chỉ số đa dang và sinh khối trên mặt đất trong 15,8 ha hỗn giao rừng ngập mặn có 20 ô được thiết lập. Kết quả cho thay, tong cộng có 10 loài bao gồm chín loài cây ngập mặn thực sự và một loài gia nhập rừng ngập mặn đã được ghi nhận.
Các loài phổ biến được tìm thấy là Sonneratia alba (1.170 cây/ha, 330 cây/ha va 22.680 cây/ha) theo sau Ceriops decandra, Excoecaria agallocha, Avicennia alba, Bruguiera cylindrica, Bruguiera sexangula, Rhizophora apiculata, Aegiceras corniculatum, Nypa fruticans và Derris trifoliata. Tù kết quả trung bình 595 cây/ha, 598 cây con/ha và 646 cây con/ha thé hiện một điều kiện tốt và khả năng tái sinh vừa phải. Tổng sinh khối trên mặt đất là 2.664,6 kg/ha và S. alba cũng được ghi nhận là cao nhất vì phạm vi rộng của đường kính và chiều cao.
Cây ngập mặn cho thấy tổng mức độ phong phú trung bình của loài là 8,0, thậm chí (E) là 0,793 và đa dạng (H `) là 1,603. Ước lượng carbon tích tụ trong cây rừng nói chung là theo cách tiếp cận dựa trên dữ liệu điều tra như thé tích thân cây dé tính ra sinh khối và lượng carbon trong cây. Các mô hình kinh nghiệm hay lý thuyết thường được sử dụng dé ước lượng carbon trong các thành phần khác nhau trong hệ sinh thái rừng như cây sống, cây chết, hay trong đất. Một số nghiên cứu đã xác định hàm lượng carbon thông qua sinh khối khô bằng cách nhân sinh khối khô với hệ số 0,5 (Brown, 2002).
Khi nghiên cứu lượng carbon lưu trữ trong rừng trồng nguyên liệu giấy, Romain Pirard (2005) đã tính lượng carbon lưu trữ dựa trên tổng sinh khối tươi trên mặt đắt, thông qua lượng sinh khối khô (không còn độ 4m) bằng cách lấy tong sinh khối tươi nhân với hệ số 0,49, sau đó nhân sinh khối khô với hệ số 0,5 để xác định lượng carbon lưu trữ trong cây (C, kg/cây). Mani và Parthasarathy (2007) đã nghiên cứu sinh khối trên mặt đất đối với rừng khô nhiệt đới thường xanh ở bán đảo An Độ, với 10 6 định vị được bố trí xây dựng trong một hecta và được thiết lập trên năm dạng lập địa khác nhau. Kết quả, sử dụng 2 phương trình hồi quy tuyến tính mô tả mối quan hệ giữa sinh khối trên mặt dat (ABG) với tiết diện ngang thân cây (BA) và chiều cao (H) dé tính phan sinh khối (tươi) trên mặt dat. Phương trình 1: ABG = 12,05 + 0,876*(BA), Phương trình 2: ABG =11,27+6,03*(BA)+1,83*(H) Qua 2 phương trình trên, tác giã đã cho thấy phương trình 1 là mô tả tốt nhất mối quan hệ giữa tiết điện ngang và sinh khối trên mặt dat và được sử dụng dé tinh sinh khối trên mặt đất ở rừng khô nhiệt đới thường xanh cho toàn khu vực.
Lang’at và ctv (2011) đã nghiên cứu “Đánh giá cau trúc rừng, tái sinh và tích lũy sinh khối trong trồng lại rừng ngập mặn ở Kenya”. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá sự phát triển cấu trúc của các khu rừng ngập mặn được trồng lại ở Kenya. Kết quả cho thấy, phương trình dự tính sinh khối cho ước tính sinh khối và thê tích là bắt nguồn từ 50 cây Rhizophora mucronata và mười sáu cây Bruguiera gymnorrhiza được thu hoạch tại vịnh Gazi và Cửa sông Ramisi. Sinh khối đưới đất cho R.
mucronata được ước tính bằng cách sử dụng sửa đổi kỹ thuật coring. Dat ở Rhizophora mucronata có carbon hữu cơ cao đáng kể hon trong B. gymnorrhiza và không được trồng lại. Rhizophora mucronata và Bruguiera gymnorrhiza cô mật độ lần lượt là 5.
Tổng sinh khối cho Rhizophora mucronata là 131,6 tan/ha, trong khi sinh khối trên mặt đất cho Bruguiera gymnorrhiza là 16,65 tan/ha. Thẻ tích cây đứng là 100,44 và 14,81 m ha cho Rhizophora mucronata và Brugulera gymnorrhiza, Rhizophora mucronata có 4.886 cây/ha, trong khi Bruguiera gymnorrhiza có 18. Kết quả đánh giá trữ lượng sinh khối carbon trên mặt đất (AGB) của các loài cây ngập mặn chiếm ưu thế trong các khu vực phía Tây, Trung và Đông của An Độ. Ở khu vực phía Tây có loài S.
apetala có trữ lượng carbon trên mặt đất là 26,53 tan/ha, theo sau là các loài Avicennia officinalis: 25,80 tan/ha, Avicennia alba: 24,73 tan/ha, Avicennia marina: 22,84 tan/ha và Excoecaria agallocha: 11,90 tan/ha. Ở khu vực phía Trung, trữ lượng carbon cao nhất ở loài Avicennia officinalis là 25,90 tân/ha; theo sau là Avicennia alba: 24,96 tan/ha, Avicennia marina: 22,93 tan/ha, Sonneratia apetala: 21,46 tan/ha va Excoecaria agallocha: 11,92 tân/ha. Phía Đông, có trữ lượng carbon cao nhất trong loài Sonneratia apetala là 30,26 tân/ha; theo sau là Avicennia officinalis: 29,75 tan/ha, Avicennia alba: 29,09 tan/ha, Avicennia marina: 26,92 tan/ha va Excoecaria agallocha: 10,20 tan/ha. Loài Sonneratia apetala là loài gây anh hưởng xâu đến sinh khối và hàm lượng carbon.
Sinh khối và carbon lưu trữ trên mặt đất của Excoecaria agallocha thê hiện mỗi tương quan tích cực với độ mặn (P < 0,01), phản ánh khả năng phục hồi của các loài để mực nước biển dâng lên. Carbon được lưu trữ trong rùng ngập mặn tuân theo trật tự: khu vực phía Đông (6.420,90 tấn) lớn hơn khu vực phía Tây (627.591,95 tấn) và lớn hơn khu vực Trung tâm (5.