CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Cây Tràm là loài cây khá quen thuộc đối với người dân ở đồng bằng sông Cứu Long đặc biệt là các tỉnh Long An, Tiền Giang, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang và Cà Mau. Thái Văn Trừng (1998) gọi rừng Tràm ở vùng này là hệ sinh thái rừng úng phèn trên đó cây Tràm là cây thích nghi nhất, từ lúc hạt nảy mầm thành cây mạ có thể sinh trưởng trong nước ngập phèn nhưng năng suất không cao. Rừng Tràm do phát sinh ở những nơi trũng thấp nên bị ngập nước ngọt trong mùa mưa lũ, hàng năm rừng Tràm trả lại cho đất một lượng lớn chất hữu cơ và do bị ngập úng trong thời gian dài nên chất hữu cơ được tích lũy nhiều trong đất và đã tạo thành lớp mùn dày 60 – 70 cm và lâu ngày thành than bùn dưới rừng Tràm. Tầng than bùn dưới rừng Tràm có tác dụng hạn chế quá trình phèn hóa của đất.
Than bùn là sản phẩm phân hủy của xác bã hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật trong điều kiện ngập nước và tùy vào điều kiện ngập nước và mức độ phân hủy mà than bùn có thành phần và đặc tính khác nhau (Tanit, 2005). Đặc tính của than bùn là dễ cháy nên để quản lý rừng Tràm trên đất than bùn, công tác thường được chú trọng của các nhà quản lý là giữ nước trong rừng Tràm và xây dựng hệ thống kênh mương để phòng cháy chữa cháy. Các nhà khoa học thì quan tâm đến hệ sinh thái tự nhiên hay sự đa dạng sinh học có bị tác động hay không với việc giữ nước trong rừng. Đã có khá nhiều nghiên cứu về vấn đề này như nghiên cứu của Nguyễn Văn Hiệp (2005), Lê Minh Lộc và ctv (2009) về quản lý nước rừng Tràm ở U Minh Hạ; nghiên cứu của Trần Quang Thắng và Trần Quang Bảo (2011) ở U Minh Thượng; nghiên cứu về cân bằng nước của Vương Văn Quỳnh và ctv (2005) ở U Minh Thượng.
Tuy nhiên, các nghiên cứu trên chỉ thực hiện ở góc độ quản lý rừng Tràm cho khỏi cháy bằng việc giữ nước. Lợi ích của rừng Tràm đã được biết đến trong việc phòng hộ chắn gió bão, là nơi cư trú của rất nhiều loài động vật hoang dã nhất là các loài bò sát, cá, chim …, rừng Tràm có vai trò bảo vệ đất, nước và lưu trữ một lượng lớn cacbon. Những sản phẩm kinh tế từ rừng Tràm cũng rất đa dạng: Tinh dầu Tràm, mật ong…, gỗ Tràm được sử dụng phổ biến trong việc gia cố nền móng các công trình xây dựng, làm chất đốt (Saberioon, 2009). Trong điều kiện biến đổi khí hậu đang là vấn đề cấp thiết thì cây có vai trò giảm thiểu tác động thông qua hấp thụ CO2 (IPCC, 2003).
Đặc điểm chính của cây Tràm có khả năng chịu đựng được điều kiện ngập nước, hạn hán hay 1 nhiễm mặn ở mức nhẹ, nhiễm phèn (Tran et al., 2013; Sam and Binh, 1999; Okubo et al. Chính vì vậy mà đã có nhiều nghiên cứu về khả năng thích ứng của cây Tràm với biến đổi khí hậu. Việc giữ cho rừng Tràm luôn ngập nước có ảnh hưởng như thế nào đến sự sinh trưởng và sinh khối cây Tràm thì đây là vấn đề cần được quan tâm và nghiên cứu. Điều kiện tự nhiên của VQG U Minh Hạ là có rừng Tràm trên đất than bùn và than bùn phân bố thành các độ dày khác nhau ở các nơi.
Vì vậy, chất lượng đất than bùn cũng như độ dày tầng than bùn cũng là yếu tố cần xem xét bên cạnh việc giữ nước phòng chống cháy rừng. Việc giữ nước phòng chống cháy rừng qua nhiều năm có làm ảnh hưởng đến mật độ Tràm và cây Tràm có tồn tại vĩnh viễn để tạo ra môi trường thích hợp cho bảo tồn đa dạng sinh học hay không thì nghiên cứu tổng hợp về điều kiện môi trường đất và nước là cần thiết để phục vụ cho công tác quản lý rừng bền vững và lâu dài. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của đất than bùn và chế độ ngập nước lên sinh khối rừng Tràm (Melaleuca cajuputi Powell) ở Vườn Quốc Gia U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau” được thực hiện.2 Mục tiêu của đề tài 1.1 Mục tiêu tổng quát Khảo sát đặc tính sinh học của rừng Tràm trên đất than bùn ở các độ sâu ngập khác nhau để cung cấp cơ sở khoa học nhằm phục vụ công tác quản lý và phát triển ổn định rừng Tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá độ dày tầng than bùn và chất lượng than bùn đến sinh khối rừng Tràm. - Xác định mức độ ngập khác nhau và chất lượng nước lên sinh khối rừng Tràm - Đánh giá mức độ dày tầng than bùn và mức độ ngập khác nhau lên sinh khối và CO2 của rừng Tràm.3 Giới hạn đề tài Thời gian và không gian: Đề tài được thực hiện trong 2 mùa mưa và 2 mùa nắng từ tháng 01/2014 đến tháng 12/2015 tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau.4 Nội dung nghiên cứu - Xác định độ dày tầng than bùn tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau và chất lượng đất ở các độ dày than bùn khác nhau 2 - Xác định độ sâu ngập và chất lượng nước ở các độ sâu ngập tại VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau - Khảo sát, đo đếm một số chỉ tiêu sinh trưởng trên cây Tràm ở các độ dày than bùn và các độ sâu ngập khác nhau - Đánh giá sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của rừng Tràm ở các điều kiện độ dày than bùn và độ sâu ngập khác nhau - Đề xuất biện pháp quản lý cho rừng Tràm VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.1 Ý nghĩa khoa học Kết quả của đề tài là xác định được ảnh hưởng của đất than bùn, độ sâu ngập nước và chất lượng đất, nước đến sinh khối rừng Tràm.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Đề tài cung cấp thông tin, số liệu phục vụ công tác quản lý và phát triển ổn định rừng Tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau.
Việc bảo tồn hệ sinh thái đất ngập nước rừng Tràm trên đất than bùn là công việc lâu dài và cần có nhiều giải pháp tổng hợp trong công tác quản lý rừng đặc dụng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, đối với rừng Tràm trên đất than bùn nếu quản lý bằng việc luôn giữ cho rừng ngập nước quanh năm và mực nước được giữ càng sâu thì rừng không bị cháy nhưng mật độ cây Tràm càng giảm vì bị chết dần. Do đó, để có thể vừa phòng cháy vừa đảm bảo cho rừng Tràm phát triển ổn định thì độ dày tầng than bùn 20 – 40 cm và độ sâu ngập thấp hơn 30 cm là điều kiện tối ưu nhất và cho giá trị sinh khối cao nhất.6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu - Đất than bùn trong rừng Tràm VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau - Nước trong rừng Tràm VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau - Cây Tràm (Melaleuca cajuputi Powell) trong rừng Tràm VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau 1.2 Phạm vi nghiên cứu VQG U Minh Hạ, ấp Vồ Dơi, xã Trần Hợi, huyện Trần Văn Thời, tỉnh Cà Mau.7 Điểm mới của luận án Xác định mối quan hệ giữa đất than bùn và sinh khối Tràm ở các độ dày than bùn khác nhau Đất than bùn là loại đất giàu đạm (0,58 - 1,23%N) nhưng chưa phải là môi trường tốt cho sự phát triển của cây Tràm. Do than bùn dễ cháy nên đối với rừng Tràm trên đất than bùn thì việc giữ nước để không bị cháy rừng đã làm cho rừng Tràm bị suy thoái dần và được thể hiện rõ nhất qua mật độ cây.
Mật độ Tràm ở VQG U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau dao động từ 1. Ở các địa điểm nghiên cứu, độ dày than bùn càng cao thì mật độ cây càng thấp. Sinh khối rừng Tràm tại các nghiệm thức độ dày than bùn dao động từ 72,3 – 95,9 tấn/ha và sinh khối có xu hướng giảm dần khi độ dày tầng than bùn cao hơn. Giá trị sinh khối rừng cao nhất ở độ dày than bùn 20 – 40 cm (95,9 tấn/ha), thấp nhất ở độ dày than bùn 60 – 80 cm (72,3 tấn/ha) và ở độ dày than bùn 40 – 60 cm có giá trị 81,1 tấn/ha.
Khả năng hấp thụ CO2 của rừng Tràm ở nghiệm thức độ dày than bùn 20 – 40 cm cũng là cao nhất (147 tấn/ha) và khác biệt ý nghĩa với nghiệm thức than bùn 60 – 80 cm (110 tấn/ha). Ở vị trí 40 – 60 cm có giá trị là 124 tấn/ha. Xác định mối quan hệ giữa độ sâu ngập và sinh khối Tràm ở các điều kiện ngập khác nhau Tràm là cây có thể chịu đựng và sống được trong điều kiện ngập nước nhưng không thích ngập vì khi cây Tràm bị ngập sâu trong thời gian dài sẽ dần dần thoái hóa và chết. Từ đó, mật độ cây sẽ giảm và ảnh hưởng đến sinh khối của rừng.
Nước được giữ lại trong rừng Tràm để phòng cháy rừng thường vào mùa mưa nhưng nước mưa có tính axit và không cung cấp nhiều dưỡng chất cho cây Tràm. Trong kết quả nghiên cứu, mật độ cây ở nghiệm thức Tràm có độ ngập thấp nhất (<30 cm) có giá trị trung bình cao nhất (1.564 cây/ha±306) và có sự khác biệt so với hai nghiệm thức ngập nước còn lại (P<0,05). Sinh khối bình quân của rừng Tràm VQG U Minh Hạ từ 75 - 91 tấn/ha. Sinh khối rừng Tràm ở độ ngập thấp (<30 cm) cho giá trị cao nhất (91 tấn/ha), thấp nhất ở độ ngập >60 cm (75 tấn/ha) và ở độ ngập 30 – 60 cm là 85 tấn/ha.
Khả năng hấp thu CO2 lớn nhất của rừng Tràm ở độ ngập < 30 cm là 143 tấn/ha trong khi ở độ ngập 30 – 60 cm và >60 cm lượng CO2 được giữ lại chỉ 123 tấn/ha và 136 tấn/ha. Điều này chứng tỏ cây Tràm mặc dù có thể chịu đựng được tình trạng ngập nước nhưng năng suất cao nhất khi cây sống ở điều kiện ngập ít hơn. Xem xét mối quan hệ đa nhân tố giữa các yếu tố môi trường đất – nước và sinh khối Tràm 4 Các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước như pH, DO, BOD5, N-NO3-, N- NH4+ và đất như: dung trọng, pH, tổng đạm, tổng lân, chất hữu cơ, N-NO3- và N-NH4+ đã được đưa vào sử dụng hàm đa biến.
