Tổng quan nghiên cứu

Khu Dự trữ Sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ có tổng diện tích tự nhiên khoảng 73.000 ha, trong đó diện tích mặt nước sông rạch chiếm gần 30% với 21.000 ha, bao gồm 30.958 ha rừng tự nhiên và 21.427,44 ha rừng trồng. Sau khi hứng chịu sự tàn phá nặng nề của chất độc hóa học trong giai đoạn 1964–1972 làm hơn 80% diện tích rừng ngập mặn bị hủy diệt, Cần Giờ đã thực hiện thành công chương trình khôi phục sinh thái từ năm 1978 và được UNESCO công nhận là Khu Dự trữ Sinh quyển thế giới vào ngày 21/01/2000. Tuy nhiên, trước các áp lực phát triển kinh tế, đô thị hóa và sự thay đổi chế độ thủy văn từ các công trình thượng nguồn, việc nghiên cứu các nhân tố sinh thái chi phối thảm thực vật trở thành yêu cầu cấp thiết.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là làm sáng tỏ mức độ tác động của các yếu tố môi trường vật lý đến sự phân bố và sinh trưởng của các loài cây ngập mặn ưu thế. Mục tiêu cụ thể bao gồm việc xác định các nhân tố chi phối chính, đánh giá định lượng phản ứng sinh thái của từng loài và đề xuất căn cứ khoa học cho công tác quy hoạch, phục hồi rừng phòng hộ bền vững.

Phạm vi nghiên cứu được triển khai tại Khu Dự trữ Sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ, tập trung chuyên sâu tại Tiểu khu 20 dọc sông Đồng Tranh trong thời gian 12 tháng (từ tháng 11/2012 đến tháng 11/2013).

Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc nâng cao chức năng phòng hộ bờ biển, chắn sóng và bảo vệ hạ tầng. Điển hình trong cơn bão Linda năm 1997, dải rừng phục hồi tốt đã giúp giảm thiểu thiệt hại xuống chỉ còn 30% so với mức tàn phá của trận bão năm 1981 khi thảm rừng chưa kịp phát triển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết sinh thái học hệ sinh thái vùng bờ ngập triều kết hợp với lý thuyết diễn thế sinh thái rừng ngập mặn nhiệt đới. Hệ thống khái niệm chính bao gồm: nhóm cây ngập mặn thực thụ với 37 loài trên cả nước, nhóm cây ngập mặn gia nhập, biên độ chịu mặn tối ưu (dao động từ 10‰ đến 25‰) và các dạng lập địa ngập triều đặc trưng.

Mô hình nghiên cứu thiết lập mối tương quan đa biến giữa ba nhóm yếu tố môi trường nền tảng gồm địa hình vi mô (biến thiên cao độ từ 0 m đến 2 m), chế độ ngập triều (chu kỳ ngập và biên độ triều 2 m đến 4 m), đặc tính thể nền (hệ số oxy hóa khử Eh dưới -200 mV ở trạng thái yếm khí và pH đất từ 5,0 đến 7,0) với các chỉ số cấu trúc lâm phần như mật độ cá thể, chiều cao vút ngọn, đường kính thân ngang ngực và đường kính tán lá của các loài ưu thế.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài tích hợp giữa tài liệu thứ cấp về bản đồ địa hình, diễn biến xâm nhập mặn sông Soài Rạp – Lòng Tàu và dữ liệu thực địa đo đạc trực tiếp.

Phương pháp chọn mẫu được tiến hành theo tuyến điều tra cắt ngang đại diện tại Tiểu khu 20. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 9 ô tiêu chuẩn kích thước 10 m x 10 m (diện tích 100 m² mỗi ô, tổng diện tích điều tra 900 m²) được bố trí trên 3 trạng thái rừng: rừng Đước đôi trồng thuần loại, rừng Mắm trắng tự nhiên và rừng hỗn giao. Trên mỗi trạng thái rừng, 3 ô tiêu chuẩn được thiết lập tại các cự ly cách bờ sông Đồng Tranh lần lượt là 5 m, 25 m và 50 m nhằm phản ánh chính xác gradient ngập triều. Thể nền đất được khảo sát bằng ống khoan chuyên dụng sâu 1,5 m đường kính 8 cm, lấy mẫu đất tại hai tầng phát sinh 0–20 cm và 50–70 cm để phân tích màu sắc theo bảng Munsell, độ thành thục và thành phần cấp hạt qua sàng rây 2 mm.

Lý do lựa chọn phương pháp tuyến điều tra kết hợp ô tiêu chuẩn định vị theo khoảng cách bờ sông là nhằm cô lập tác động của các biến số môi trường, từ đó so sánh chuẩn xác sự thích nghi hình thái của cây ngập mặn theo từng cấp địa hình và thời gian ngập triều.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, khu hệ thực vật Cần Giờ ghi nhận mức độ đa dạng cao với 182 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 128 chi và 57 họ (ngành Dương xỉ có 6 loài, ngành Mộc lan có 176 loài). Trong đó, có 36 loài cây ngập mặn chủ yếu, 46 loài tham gia và 100 loài nhập cư. Các họ giữ vai trò cấu trúc quan trọng nhất gồm Họ Đước (Rhizophoraceae), Họ Mắm (Avicenniaceae) và Họ Bần (Sonneratiaceae).

Thứ hai, cấu trúc lâm phần có sự phân hóa sâu sắc giữa rừng trồng và rừng tự nhiên. Rừng Đước đôi trồng giai đoạn 1978–1982 (tuổi 31–35 năm) có mật độ rất cao đạt 2.783 thân/ha, cấu trúc đơn tầng, tán khép kín khiến hệ rễ chống kém phát triển. Ngược lại, rừng Mắm trắng tái sinh tự nhiên đạt mật độ 2.434 thân/ha, phân cành sớm, tán rộng và cấu trúc phân tầng rõ rệt cùng tầng cây tái sinh phong phú.

Thứ ba, chế độ ngập triều và cao độ địa hình là nhân tố quyết định quy luật phân bố không gian. Tại đai ngập sâu ven sông (cao độ dưới 0,5 m ngập 1–2 lần/ngày), loài tiên phong Mắm trắng (Avicennia alba) và Bần trắng (Sonneratia alba) chiếm ưu thế tuyệt đối. Ở thềm địa hình trung bình (cao độ 0,5–1,0 m ngập theo chu kỳ tháng), rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata) và Dà quánh (Ceriops decandra) phát triển ổn định nhất. Ở độ cao trên 1,5 m chỉ ngập khi triều cường, thảm thực vật chuyển dần sang quần xã Giá (Excoecaria agallocha) và Chà là (Phoenix paludosa).

Thứ tư, thể nền đất phèn tiềm tàng chiếm 27.280 ha ở vùng trũng với hàm lượng sét và thịt từ 85% đến 95%, nhiều bùn nhão phù hợp cho Mắm; trong khi diện tích đất phèn mặn chặt cứng 4.780 ha (tỷ lệ sét thịt 94%–95%) tạo nền móng vững chắc cho sinh khối rừng Đước.

Thảo luận kết quả

Sự phân bố phân tầng của thực vật Cần Giờ phản ánh cơ chế thích nghi sinh học đối với áp suất thẩm thấu và tình trạng yếm khí của đất. Độ mặn nước mặt biến thiên mạnh từ 8–13‰ ở phía Bắc lên 24–30‰ ở vùng cửa biển, kết hợp với biên độ bán nhật triều từ 2 m đến 4 m tạo ra các vi môi trường sinh thái đặc thù. Loài Mắm trắng thích nghi với bùn lỏng và sóng gió nhờ hệ rễ thở hướng thiên với mật độ 14–16 lỗ vỏ/cm² cùng cơ chế bài tiết muối qua lá. Đước đôi phát triển hệ rễ chân nôm có 5–10 lỗ vỏ/cm² để vừa hút oxy vừa lọc muối qua màng rễ.

Dữ liệu sinh trưởng có thể được trực quan hóa tối ưu qua biểu đồ phân bố đường kính thân theo cấp tuổi và bảng ma trận đối sánh giữa 5 cấp độ ngập triều với năng suất sinh khối. Kết quả nghiên cứu hoàn toàn tương đồng với các công trình sinh thái học vùng bờ, đồng thời chứng minh hiệu quả phòng hộ vượt trội của rừng Cần Giờ khi giúp giảm bồi lắng luồng tàu cảng Sài Gòn từ 425.000 m³ (năm 1980 với độ che phủ 17%) xuống còn 252.000 m³ (năm 1998 khi rừng che phủ trên 60%), tiết kiệm từ 16 đến 24 tỷ đồng chi phí nạo vét luồng lạch mỗi năm.

Đề xuất và khuyến nghị

Thực hiện điều chỉnh mật độ lâm phần rừng Đước trồng: Ban Quản lý Rừng phòng hộ Cần Giờ cần tiến hành tỉa thưa kỹ thuật có kiểm soát giai đoạn 2024–2026, giảm mật độ từ 2.783 thân/ha xuống mức tối ưu khoảng 1.500–1.800 thân/ha nhằm mở rộng không gian dinh dưỡng, kích thích hệ thống rễ chân nôm phát triển to khỏe và nâng cao 25% khả năng chống chịu sóng gió.

Chuyển đổi cơ cấu loài từ độc canh sang rừng hỗn loài đa tầng: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn TP.HCM cùng Chi cục Kiểm lâm cần áp dụng quy trình trồng bổ sung các loài bản địa như Dà quánh (Ceriops decandra), Cóc trắng (Lumnitzera racemosa) và Xu ổi (Xylocarpus granatum) vào các khoảng trống tán rừng Đước, nâng tỷ lệ hỗn giao đạt 30%–40% diện tích trước năm 2030 để tăng cường tính đa dạng sinh thái.

Thiết lập hệ thống trạm quan trắc tự động về độ mặn và ngập triều: Sở Tài nguyên và Môi trường TP.HCM cần triển khai lắp đặt 12 trạm đo tự động liên tục trên hệ thống sông Đồng Tranh, Lòng Tàu và Soài Rạp đến năm 2027, theo dõi chặt chẽ ngưỡng dao động mặn (duy trì mức 10–25‰) và ảnh hưởng của quy trình xả nước từ hồ thủy điện Trị An.

Tôn trọng quy luật diễn thế tự nhiên trên các bãi bồi mới: Ngừng triệt để việc trồng cưỡng bức cây Đưng hoặc Đước trên các bãi bùn lỏng mới bồi tụ ven sông, chuyển giao 100% diện tích bãi bồi cho quá trình khoanh nuôi tái sinh tự nhiên bằng loài tiên phong Mắm trắng, giúp đảm bảo tỷ lệ sống trên 90% và tiết kiệm toàn bộ kinh phí đầu tư cây giống ban đầu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Ban Quản lý Rừng phòng hộ và Chi cục Kiểm lâm: Sử dụng làm tài liệu kỹ thuật cốt lõi để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững 10 năm, tối ưu hóa các biện pháp lâm sinh cho 24 tiểu khu với hơn 52.000 ha đất lâm nghiệp.

Cơ quan quản lý Tài nguyên - Môi trường và Biến đổi khí hậu: Tham khảo dữ liệu nền tảng về khả năng cố định bùn cát (giảm 252.000 m³ bồi lắng lòng sông) để tính toán giá trị dịch vụ hệ sinh thái và hoạch định chiến lược công trình xanh thích ứng với nước biển dâng.

Giảng viên, Học viên cao học và Sinh viên ngành Môi trường/Lâm nghiệp: Khai thác khung phương pháp luận nghiên cứu tuyến mặt cắt ngang, quy trình khảo sát 9 ô tiêu chuẩn và kỹ thuật mô tả phẫu diện đất phục vụ các đề tài nghiên cứu chuyên sâu về sinh thái học ngập mặn.

Các tổ chức phát triển Dự án Tín chỉ Carbon và Du lịch sinh thái: Vận dụng số liệu sinh khối, mật độ và cấu trúc loài rừng ngập mặn hơn 30 năm tuổi để tính toán trữ lượng hấp thụ khí nhà kính và thiết kế các tuyến du lịch trải nghiệm học thuật đạt chuẩn quốc tế.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao không nên trồng rừng nhân tạo bằng cây Đước trên các bãi bồi mới ven sông Cần Giờ? Bãi bồi mới có thể nền bùn lỏng ngập triều sâu từ 1–2 lần/ngày. Cây Đước non đưa vào trồng tại đây thường bị hàu hà bám dày đặc làm gãy đổ và chết dần. Thực tế kiểm chứng hơn 95% bãi bồi Cần Giờ tự tái sinh Mắm trắng thành công mà không tốn chi phí trồng mới.

Chế độ thủy triều ảnh hưởng như thế nào đến khả năng hô hấp của hệ rễ cây ngập mặn? Biên độ triều 2–4 m gây ra hiện tượng yếm khí ngập nước kéo dài với chỉ số Eh dưới -200 mV. Cây Mắm thích nghi bằng hệ rễ thở dựng đứng chứa 14–16 lỗ vỏ/cm², trong khi cây Đước dùng rễ chống có 5–10 lỗ vỏ/cm² để lấy oxy trực tiếp khi triều rút.

Độ mặn của nước mặt tại Cần Giờ phân hóa theo không gian và thời gian như thế nào? Độ mặn Cần Giờ chia làm 3 vùng rõ rệt: phía Bắc từ 8–13‰, khu vực giữa từ 13–14‰ và ven biển từ 24–30‰. Vào mùa khô (tháng 4), nước biển lấn sâu làm độ mặn tăng cao; vào mùa mưa (tháng 9–10), lưu lượng nước ngọt thượng nguồn đẩy lùi ranh mặn ra biển.

Rừng ngập mặn Cần Giờ mang lại giá trị kinh tế trực tiếp nào thông qua chức năng phòng hộ luồng hàng hải? Rừng ngập mặn giúp giảm động năng dòng chảy và giữ lại bùn cát ven bờ. Khi độ che phủ rừng đạt trên 60%, khối lượng nạo vét luồng tàu vào cảng Sài Gòn giảm mạnh từ 425.000 m³ xuống 252.000 m³, giúp ngân sách tiết kiệm từ 16 đến 24 tỷ đồng mỗi năm.

Cấu trúc tầng tán của rừng Đước trồng và rừng Mắm tự nhiên khác nhau ở điểm nào? Rừng Đước trồng 31–35 năm tuổi có cấu trúc thuần loại đồng tuổi, mật độ dày 2.783 thân/ha và chỉ có duy nhất một tầng tán trên cao. Ngược lại, rừng Mắm tự nhiên mật độ 2.434 thân/ha có cấu trúc phân tầng rõ rệt gồm tầng tán cây gỗ và tầng cây bụi tái sinh.

Kết luận

  • Xác lập hệ thống dữ liệu khoa học định lượng về ảnh hưởng của 3 nhân tố môi trường then chốt (địa hình 5 cấp cao độ, chế độ bán nhật triều 2–4 m, thể nền đất phèn mặn) đến 182 loài thực vật tại Khu Dự trữ Sinh quyển Cần Giờ.
  • Khẳng định quy luật phân bố tự nhiên: Mắm trắng giữ vai trò tiên phong cố định bãi bồi ven sông, trong khi Đước đôi chiếm ưu thế sinh khối ở thềm ngập triều trung bình ổn định.
  • Chỉ rõ hạn chế của mô hình rừng Đước trồng thuần loại mật độ cao (2.783 thân/ha) và chứng minh tính ưu việt của quá trình khoanh nuôi tái sinh tự nhiên trên đất bãi bồi.
  • Đề ra lộ trình giải pháp kỹ thuật giai đoạn 2024–2030 tập trung vào tỉa thưa điều tiết mật độ, đa dạng hóa loài bản địa và quan trắc diễn biến mặn tự động.
  • Kêu gọi các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp ứng dụng kết quả luận văn vào công tác bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển các dự án bể hấp thụ carbon rừng ngập mặn bền vững.