Tổng quan nghiên cứu

Rừng ngập mặn (RNM) là hệ sinh thái đặc thù nằm ở vùng cửa sông ven biển, đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường, điều hòa khí hậu và bảo vệ bờ biển. Tuy nhiên, RNM đang bị suy giảm nghiêm trọng về diện tích và chất lượng do nhiều nguyên nhân như biến đổi khí hậu, khai thác quá mức và tác động của con người. Tại huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, RNM là hệ sinh thái điển hình của khu vực phía Bắc Việt Nam với đa dạng loài cây và giá trị kinh tế cao. Nghiên cứu tập trung đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố vô sinh như độ mặn, độ oxy hóa khử (Eh), pH và thành phần cơ giới của đất đến cấu trúc rừng ngập mặn ven biển huyện Tiên Yên nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý, bảo tồn và phát triển bền vững RNM.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá tác động của các nhân tố môi trường vô sinh đến các đặc điểm cấu trúc rừng như mật độ, chiều cao, đường kính thân cây, thành phần loài, độ đa dạng và độ tàn che của rừng ngập mặn. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn tại ba xã ven biển Đông Hải, Hải Lạng và Tiên Lãng thuộc huyện Tiên Yên, với thời gian khảo sát từ tháng 2 đến tháng 8 năm 2018. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc lập quy hoạch, bảo tồn tài nguyên rừng ngập mặn và đề xuất các giải pháp phát triển bền vững hệ sinh thái này trong bối cảnh biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh thái rừng ngập mặn và ảnh hưởng của các nhân tố môi trường vô sinh đến sự sinh trưởng và phân bố của cây ngập mặn. Hai mô hình lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết về ảnh hưởng của độ mặn và pH đất đến sinh trưởng cây ngập mặn: Độ mặn trong khoảng 10-25‰ được xem là điều kiện tối ưu cho sự phát triển của RNM, trong khi độ mặn quá cao hoặc quá thấp đều làm giảm kích thước và số lượng loài cây. Độ pH đất trung tính đến kiềm nhẹ (6,8-7,0) tạo điều kiện thuận lợi cho hấp thu dinh dưỡng và hoạt động vi sinh vật trong đất.

  2. Mô hình thành phần cơ giới đất và ảnh hưởng đến cấu trúc rừng: Thành phần cát, limon và sét trong đất ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật lý của đất, khả năng giữ nước và dinh dưỡng, từ đó tác động đến mật độ, chiều cao và đường kính cây ngập mặn.

Các khái niệm chính bao gồm: độ mặn (salinity), độ oxy hóa khử (Eh), pH đất, thành phần cơ giới đất, mật độ cây, độ đa dạng loài (chỉ số Shannon H’), và độ tàn che thảm thực vật.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp khảo sát thực địa kết hợp phân tích phòng thí nghiệm. Tổng số 18 ô tiêu chuẩn (10m × 10m) được bố trí tại 3 xã ven biển Đông Hải, Hải Lạng và Tiên Lãng, mỗi xã 6 ô tiêu chuẩn. Mẫu đất được lấy ở độ sâu 80-100 cm để đo độ mặn bằng máy khúc xạ kế AZLM-HSR10ATC, đo Eh và pH bằng máy đo để bàn HACH HQ411d PH/mV, đồng thời phân tích thành phần cơ giới theo tiêu chuẩn TCVN 8567:2010.

Đường kính thân cây được đo tại vị trí 30 cm trên mặt đất hoặc trên rễ chống tùy loài, chiều cao cây đo bằng thước mét, mật độ cây được tính dựa trên số lượng cây trong ô tiêu chuẩn quy đổi ra số cây/ha. Thành phần loài và độ đa dạng được xác định theo phương pháp điều tra dọc tuyến và tính chỉ số Shannon H’. Độ tàn che được xác định bằng phương pháp điểm ngắm theo thước dây trong ô tiêu chuẩn.

Phân tích mối tương quan giữa các nhân tố môi trường và đặc điểm cấu trúc rừng được thực hiện bằng phương pháp hồi quy tuyến tính, đánh giá hệ số tương quan (r) để xác định mức độ ảnh hưởng. Số liệu được xử lý thống kê bằng Excel, tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và sai số khoảng tin cậy với mức ý nghĩa α=0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Độ mặn đất rừng ngập mặn: Độ mặn trong đất tại các xã Đông Hải, Hải Lạng và Tiên Lãng dao động từ 24‰ đến 26‰, phù hợp với điều kiện sinh trưởng tối ưu của RNM. Mức độ mặn ổn định, không biến động lớn giữa các ô tiêu chuẩn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loài cây ngập mặn. So sánh với nghiên cứu tại xã Đồng Rui cho thấy độ mặn tương tự, khẳng định tính ổn định của môi trường đất ven biển huyện Tiên Yên.

  2. Độ oxy hóa khử (Eh) và pH đất: Eh đo được trong khoảng -20 mV đến -40 mV, cho thấy đất bị yếm khí cao, đặc trưng của môi trường ngập nước. Độ pH dao động từ 6,7 đến 7,2, thuộc vùng trung tính đến kiềm nhẹ, thuận lợi cho sự hấp thu dinh dưỡng và hoạt động vi sinh vật. Eh thấp và pH trung tính giúp duy trì sự phát triển ổn định của rừng ngập mặn.

  3. Thành phần cơ giới đất: Đất rừng ngập mặn chủ yếu là loại đất thịt pha cát với tỷ lệ cát chiếm từ 47% đến 65%, limon từ 20% đến 30% và sét từ 14% đến 27%. Đất có thành phần cát cao giúp thoát nước tốt, hạn chế ngập úng kéo dài, đồng thời giữ lại lượng phù sa cần thiết cho cây phát triển. Đất tại Tiên Lãng có tỷ lệ limon và sét cao hơn, phù hợp với sự sinh trưởng của các loài cây ngập mặn đặc trưng.

  4. Cấu trúc rừng ngập mặn: Ghi nhận 5 loài cây ngập mặn thực thụ thân gỗ phổ biến gồm mắm (Avicennia marina), vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), trang (Kandelia obovata), đâng (Rhizophora stylosa) và sú (Aegiceras corniculatum). Mật độ cây trung bình đạt khoảng 1.200 cây/ha, chiều cao trung bình từ 5 đến 10 m, đường kính thân trung bình từ 10 đến 25 cm. Độ đa dạng loài (chỉ số Shannon H’) dao động từ 1,2 đến 1,5, cho thấy mức độ đa dạng sinh học tương đối cao.

Thảo luận kết quả

Độ mặn đất ổn định trong khoảng 24-26‰ là điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của RNM, phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy RNM phát triển tốt nhất ở độ mặn 10-25‰. Độ oxy hóa khử thấp phản ánh môi trường yếm khí đặc trưng của đất ngập mặn, ảnh hưởng đến quá trình hô hấp và hấp thu dinh dưỡng của cây. Độ pH trung tính đến kiềm nhẹ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ, góp phần cải thiện độ phì đất.

Thành phần cơ giới đất với tỷ lệ cát cao giúp đất thoát nước tốt, hạn chế ngập úng kéo dài, đồng thời giữ lại lượng phù sa cần thiết cho cây phát triển. Sự khác biệt thành phần cơ giới giữa các xã phản ánh sự đa dạng về địa hình và điều kiện thủy văn, ảnh hưởng đến phân bố và sinh trưởng của các loài cây ngập mặn.

Cấu trúc rừng với mật độ, chiều cao và đường kính cây phù hợp cho thấy hệ sinh thái RNM tại huyện Tiên Yên đang trong trạng thái phát triển ổn định. Độ đa dạng loài cao góp phần duy trì sự cân bằng sinh thái và khả năng chống chịu với các tác động môi trường. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu tại các vùng rừng ngập mặn khác ở miền Bắc Việt Nam, khẳng định vai trò quan trọng của các nhân tố môi trường vô sinh trong việc hình thành và duy trì cấu trúc rừng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện mối tương quan giữa độ mặn, Eh, pH, thành phần cơ giới đất với mật độ, chiều cao, đường kính và độ đa dạng loài cây, giúp trực quan hóa ảnh hưởng của từng nhân tố đến cấu trúc rừng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý và giám sát độ mặn đất: Thực hiện đo đạc định kỳ độ mặn đất để phát hiện sớm các biến động bất lợi, từ đó có biện pháp điều chỉnh phù hợp nhằm duy trì độ mặn trong khoảng 24-26‰, đảm bảo điều kiện sinh trưởng tối ưu cho RNM. Chủ thể thực hiện: UBND huyện và các cơ quan quản lý tài nguyên môi trường. Thời gian: hàng năm.

  2. Cải tạo và duy trì chất lượng đất: Áp dụng các biện pháp cải tạo đất như bổ sung chất hữu cơ, kiểm soát xói mòn và bồi lắng phù sa nhằm duy trì thành phần cơ giới đất phù hợp, tăng độ phì nhiêu và khả năng giữ nước. Chủ thể thực hiện: các đơn vị lâm nghiệp và nông nghiệp địa phương. Thời gian: 3-5 năm.

  3. Bảo tồn và phục hồi đa dạng loài cây ngập mặn: Lựa chọn các loài cây phù hợp với điều kiện môi trường địa phương để trồng mới và phục hồi rừng, đồng thời bảo vệ các loài cây hiện có nhằm duy trì cấu trúc rừng ổn định và đa dạng sinh học. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý rừng và các tổ chức bảo tồn. Thời gian: liên tục.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo kỹ thuật: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, đào tạo kỹ thuật trồng và bảo vệ rừng ngập mặn cho người dân địa phương nhằm tăng cường sự tham gia và ý thức bảo vệ hệ sinh thái. Chủ thể thực hiện: các tổ chức phi chính phủ, chính quyền địa phương. Thời gian: 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý tài nguyên môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch bảo tồn, quy hoạch phát triển rừng ngập mặn bền vững, điều chỉnh chính sách quản lý phù hợp với điều kiện thực tế.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành khoa học môi trường, lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, số liệu thực địa và phân tích mối tương quan giữa các nhân tố môi trường và cấu trúc rừng ngập mặn để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

  3. Cơ quan phát triển nông lâm thủy sản và bảo tồn đa dạng sinh học: Áp dụng các giải pháp cải tạo đất, phục hồi rừng và bảo vệ đa dạng sinh học dựa trên các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của độ mặn, pH, Eh và thành phần cơ giới đất.

  4. Cộng đồng dân cư ven biển và các tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng ngập mặn, tham gia bảo vệ và phát triển rừng, áp dụng các kỹ thuật trồng và chăm sóc cây ngập mặn phù hợp với điều kiện địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Độ mặn ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của rừng ngập mặn?
    Độ mặn trong khoảng 10-25‰ là điều kiện tối ưu cho sự sinh trưởng của cây ngập mặn. Độ mặn quá cao (trên 40‰) làm giảm kích thước và số lượng loài, trong khi độ mặn quá thấp (<4‰) không phù hợp cho cây ngập mặn mọc tự nhiên.

  2. Tại sao độ oxy hóa khử (Eh) của đất lại quan trọng đối với rừng ngập mặn?
    Eh phản ánh mức độ yếm khí của đất. Đất có Eh thấp (âm) cho thấy môi trường yếm khí cao, ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của cây và vi sinh vật, từ đó tác động đến sự hấp thu dinh dưỡng và sinh trưởng của cây.

  3. Thành phần cơ giới của đất ảnh hưởng thế nào đến cấu trúc rừng?
    Đất có tỷ lệ cát cao giúp thoát nước tốt, hạn chế ngập úng kéo dài, trong khi limon và sét giữ nước và dinh dưỡng. Sự cân bằng giữa các thành phần này tạo điều kiện thuận lợi cho cây phát triển, ảnh hưởng đến mật độ, chiều cao và đường kính cây.

  4. Làm thế nào để xác định độ đa dạng loài trong rừng ngập mặn?
    Độ đa dạng loài được tính bằng chỉ số Shannon H’, dựa trên số lượng loài và số cá thể của từng loài trong khu vực nghiên cứu. Chỉ số này phản ánh mức độ phong phú và cân bằng của quần thể cây.

  5. Các biện pháp nào có thể áp dụng để bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn tại huyện Tiên Yên?
    Các biện pháp gồm quản lý và giám sát độ mặn đất, cải tạo đất, phục hồi đa dạng loài cây, nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo kỹ thuật trồng, bảo vệ rừng. Các giải pháp này cần được thực hiện đồng bộ và liên tục để đảm bảo hiệu quả.

Kết luận

  • Độ mặn đất rừng ngập mặn ven biển huyện Tiên Yên dao động ổn định trong khoảng 24-26‰, phù hợp với điều kiện sinh trưởng của cây ngập mặn.
  • Đất có độ oxy hóa khử thấp (Eh âm) và pH trung tính đến kiềm nhẹ tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển của rừng.
  • Thành phần cơ giới đất chủ yếu là đất thịt pha cát, với tỷ lệ cát chiếm ưu thế, ảnh hưởng tích cực đến cấu trúc và sinh trưởng của rừng.
  • Cấu trúc rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu đa dạng với 5 loài cây chủ đạo, mật độ và kích thước cây ổn định, thể hiện hệ sinh thái phát triển bền vững.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác quản lý, bảo tồn và phát triển bền vững rừng ngập mặn ven biển huyện Tiên Yên trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp quản lý đất và nước, phục hồi đa dạng sinh học, đồng thời tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng. Mời các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng địa phương cùng hợp tác để bảo vệ và phát triển hệ sinh thái rừng ngập mặn bền vững.