Luận án tiến sĩ môi trường đất và nước nghiên cứu khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong rừng ngập mặn trồng tại vườn quốc gia xuân thủy

Luận án tiến sĩ nghiên cứu khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong rừng ngập mặn tại vườn quốc gia Xuân Thủy, góp phần bảo vệ môi trường.

Trường đại học

Trường Đại học Thủy lợi

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận án tiến sĩ kỹ thuật

2019

196
4
0

Phí lưu trữ

45 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

MỞ ĐẦU

0.1. Tính cấp thiết của đề tài

0.2. Mục tiêu nghiên cứu

0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

0.4. Nội dung nghiên cứu

0.5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

0.6. Cấu trúc luận án

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÍCH LŨY VÀ TRAO ĐỔI CARBON TRONG RỪNG NGẬP MẶN

1.1. Giới thiệu chung về rừng ngập mặn

1.2. Tổng quan carbon trong rừng ngập mặn

1.3. Tổng quan các nghiên cứu về trao đổi carbon trong rừng ngập mặn

2. CHƯƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Địa điểm nghiên cứu

2.2. Đối tượng nghiên cứu

2.3. Thời gian nghiên cứu

2.4. Phương pháp nghiên cứu

2.4.1. Xác định cấu trúc rừng ngập mặn trồng

2.4.2. Xác định sinh khối và carbon tích lũy trong cây

2.4.3. Xác định carbon trong lượng rơi của rừng ngập mặn và lượng rơi mang ra vùng nước ven bờ

2.4.4. Xác định carbon tích lũy dưới mặt đất

2.4.5. Xác định dòng khí CO2 phát thải từ môi trường đất vào không khí

2.4.6. Xác định các tính chất lí hóa của đất

2.4.7. Xác định khí CO2 phát thải từ môi trường nước vào không khí

2.4.8. Xác định các tính chất lí hóa của nước

2.4.9. Phương pháp tính carbon mang vào và mang ra khỏi rừng ngập mặn

2.4.10. Phương pháp chuyên gia

2.4.11. Phương pháp phân tích và thống kê số liệu

2.5. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Sinh khối trên mặt đất của rừng ngập mặn

3.1.1. Cấu trúc và mật độ rừng ngập mặn

3.1.2. Phương trình tương quan giữa sinh khối và kích thước cây

3.1.3. Tích lũy sinh khối và carbon của rừng ngập mặn trồng theo độ tuổi

3.1.4. Tốc độ tích lũy sinh khối trên mặt đất của rừng ngập mặn

3.2. Năng suất lượng rơi của rừng ngập mặn

3.2.1. Lượng rơi trong rừng ngập mặn

3.2.2. Lượng rơi di chuyển ra vùng nước xung quanh

3.3. Carbon tích lũy dưới mặt đất của rừng ngập mặn

3.3.1. Carbon tích lũy trong sinh khối rễ

3.3.2. Carbon tích lũy trong đất của rừng ngập mặn

3.3.3. Tốc độ tồn lưu carbon dưới mặt đất

3.4. Sự phát thải khí CO2 từ đất rừng ngập mặn vào khí quyển

3.4.1. Các tính chất lí hóa của đất. Ảnh hưởng của nồng độ TOC và nhiệt độ tới sự biến động dòng khí CO2

3.4.2. Ảnh hưởng của các tính chất lí hóa của đất tới biến động của dòng khí CO2

3.4.3. Ảnh hưởng của lớp màng sinh học và chế độ thủy triều tới sự biến động của dòng khí CO2

3.4.4. Sự trao đổi carbon giữa rừng ngập mặn và môi trường nước xung quanh. Các tính chất lí hóa của dòng nước đi vào và ra khỏi rừng ngập mặn

3.4.5. Sự phát thải CO2 từ giao diện nước - khí quyển trong rừng ngập mặn

3.4.6. Mối quan hệ giữa carbon mang vào và mang ra khỏi rừng ngập mặn với độ lớn và lưu lượng

3.4.7. Chu trình carbon trong rừng ngập mặn

3.5. Kết luận chương 3

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Rừng ngập mặn (RNM) đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và duy trì sự đa dạng sinh học. Nghiên cứu carbon trong rừng ngập mặn tại vườn quốc gia Xuân Thủy không chỉ giúp hiểu rõ hơn về khả năng tích lũy carbon mà còn đánh giá tác động của RNM đối với môi trường xung quanh. RNM có khả năng giữ lại carbon, góp phần giảm thiểu khí nhà kính trong khí quyển. Theo các nghiên cứu trước đây, RNM có thể tích lũy một lượng lớn carbon trong đất và sinh khối, từ đó tạo ra một bể chứa carbon tự nhiên. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay, khi mà các hệ sinh thái tự nhiên đang bị đe dọa. Việc nghiên cứu khả năng tích lũy carbon trong RNM tại vườn quốc gia Xuân Thủy sẽ cung cấp dữ liệu cần thiết cho công tác quản lý và bảo tồn hệ sinh thái này.

II. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu là định lượng khả năng tích lũy carbon trong rừng ngập mặn trồng tại vườn quốc gia Xuân Thủy. Cụ thể, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định lượng carbon tích lũy trong sinh khối thực vật và trong đất. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng sẽ đánh giá khả năng trao đổi carbon giữa RNM và môi trường xung quanh, bao gồm không khí và nước. Việc này không chỉ giúp làm rõ mối quan hệ giữa tuổi rừng và khả năng tích lũy carbon mà còn hoàn thiện chu trình carbon trong hệ sinh thái RNM. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý trong việc xây dựng các chính sách bảo tồn và phát triển bền vững cho RNM.

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong rừng ngập mặn trồng (Kandelia obovata) tại vườn quốc gia Xuân Thủy. Phạm vi nghiên cứu được xác định trên diện tích rừng trồng từ 18 đến 20 tuổi, tập trung vào việc đo lường carbon tích lũy trong sinh khối và trong đất. Nghiên cứu sẽ được thực hiện tại khu vực có dòng thủy triều, nơi mà nước biển và nước ngọt giao thoa, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của RNM. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 2 năm 2016 đến tháng 4 năm 2018, nhằm thu thập dữ liệu đầy đủ về sự biến động của carbon trong các điều kiện khác nhau.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp phần làm rõ vai trò của rừng ngập mặn trong chu trình carbon. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các nhà khoa học và nhà quản lý hiểu rõ hơn về khả năng lưu trữ carbon của RNM, từ đó đưa ra các biện pháp bảo tồn và phát triển bền vững. Hơn nữa, việc đánh giá tác động của RNM đối với môi trường xung quanh sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về sinh thái học và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Điều này không chỉ có lợi cho việc bảo tồn đa dạng sinh học mà còn giúp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Tóm tắt và mô tả trên trang này được tạo với sự hỗ trợ của AI. Nếu bạn thấy nội dung không chính xác hoặc có vấn đề, vui lòng Báo lỗi nội dung.

07/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu và phần kết luận, luận án bao gồm 03 chương: Chương T: Tông qui -arbon trong rừng ngập Chương 2: Địa điểm và phương pháp nghiên cứu. Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 6 CHUONG1 TONG QUAN CÁC NGHIÊN CUU VẺ TÍCH LOY VA ‘TRAO DOI CARBON TRONG RUNG NGAP MAN 1. Giới thiệu chung về rừng ngập mặn img ngập mãn phân bổ tai các ving cửa sông đọc bờ biên chủ yếu ớ vũng xích đạo, đới hai bản cầu, trải dài từ 25° Bắc tới 25° Nam [14]. Hình thành và phát triển ở ving đất chuyển tiếp giữa đất liên và dai đương, HST RNM có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển, môi trường sống của người dân địa phương cũng như cung cắp nơi trú an an toàn cho le phương tiện đánh bắt thủy hai sản trong mùa mura bão, liên cạnh c e vai trỏ trên, RNM côn là nơi trú ấn và sinh sân của nhiều loài thủy hi sản ven bờ, cung cấp sinh kế cho người dân địa phương và còn được đánh giá là bể chứa carbon ving ven biển, do HST này có kha năng lưu trữ một lượng carbon rất lớn trong sinh khối và trong dit so với các HIST rừng khác trên đất liên [15].

‘Theo số liệu công bố của Giri và es, 2011) [16], tổng điện tích RNM trên thé giới vào khoảng 140.000 km?, chiếm 3% diện tích đất ven biễn, và ít hơn 196 tổng điện tích rừng các loại. Sự phân bé diện tích RNM trên thé giới theo vĩ độ được thé hiện trong Hình 1. Phân bố diện tích RNM ởcác vi độ khác nhau trên thé giới [16] Khu vực e đột p và gắn xích đạo là các vùng có điện tích RNM lớn nhất và da dạng về thành phin loài cao nhất do khí hậu ấm áp quanh năm so với các khu vực có vĩ độ cao hơn. Các loài cây ngập mãn phổ biến ở các ving khí hậu nhiệt đới bao gồm Durée, Ban và nhiều loài có kích thước thân lớn khác.

Tuy nh sn, một số loài có thể mer xông vùng phân bổ lên phía Bắc tới Bermuda (32920*N) và Nhật Bản (31922'N) như các. loài Trang, Vẹt dù, Dâng và Cóc vàng. Giới hạn phía Nam của RNM là New Zealand G8" °§) và phia Nam nưới ¢ Ue (38943'). Ở vùng phía Nam vì khí hậu lạnh ên chủ chi còn tổn tại loài Mắm bi [17].

Tính chung trên toàn edu, có khoảng 68 loài cây ngập mãn thực thụ (mangrove-obligate species) sinh trường và phát triển tại các khu vực RNM. Khu vực RNM có mức độ da dạng loài và phát t mạnh nhất trên tÌ giới là ving Ân Độ - Thái Bình Dương. nơi có 52 loài thực vậtngập mặn sinh trưởng [18] Ngược lại, khu vực châu Mỹ là vùng có mức độ da dang loài thấp nhất, với số liệu thống. kế chỉ có khoảng 10 loài cây ngập mặn [19].

Rừng ngập mẫn ta vũng. thế giới có sự da dạng tất lớn v su trúc và chức năng, đây là các kết quả của các yếu tổ tổng hợp bao gồm địa hình vùng dắt. thé n vĩ độ và chế độ thủy trí thủy văn, khí hậu [20]. Rừng ng mặn được phần loi thành bốn loại hình khá nhau ứ theo sự khác trúc rừng, điều kiện địa lý, khí hậu và chế độ thủy triểu tại khu vực RNM sinh trưởng, bao gồm: 1) Rừng ngập mặn ven biên iringe or coastal mangroves); 2) Rừng ngập mặn vũng cửa sông (riverine mangroves); 3) Rừng ngập min lưu vực (basin mangroves); 4) Rừng ngập mãn thấp lùn (dwarf or serub mangroves) [19].

Cây ngập mặn trưởng thành có 1 “6 dường kinh thân lớn hơn. 1 m, nhưng cũng có những loài có đường kính chỉ một vài em. Vẻ chiễu cao cây cũng có sự biển động vô cùng lớn, có những loài có chiều cao rất lớn, vi dụ nhu loài Durée đỏ ở Brazil và Equado cao tới 50 m đến 60 m, nhưng cũng có những loài có chiều cao rất thấp, chỉ nhỏ hơn | m (RNM thấp lùn ở Mexico), Do sự da dạng về chiều cao và dường. kinh ứ nên sinh khối thực vật trên mặt đất cũng biển động rất lớn, từ khoảng 8 Mg bại ở các vùng RNM thấp làn tới trên 500 Mg ha"! ở các vùng RNM gắn cửa sông tại vùng An Độ Thai Binh Dương [21].

Tương tự sự biển động của sinh khối thực vật. ham lượng carbon tích lũy trong đất RNM. cũng có các giá trị hoàn toàn khác nhau phụ thuộc vào thành phan loài, hình thái và cấu 8 trúc rừng e dù chỉ được phân bố trong khu vực giới hạn dọc theo bờ biễn, RNM. đồng vai trò quan trọng trong việc tích ly carbon trong chu trình carbon toàn cầu ở khu ‘wre nhiệt đới và cận nhiệt đới [22], [23].

Từ những năm 1990, nhận thức được tim quan trọng và e: năng của RNM đối với môi trường và con ngườ | nhiễu nghiên cứu đã được tiến hành đối với HST RNM trên phạm vi toàn cầu bởi một số tác giả: Twilley và es, 1992 [22]: Saenger và Snedaker 1993 [20]; Gattuso và es. 1998 [24]: Jennerjahn và Itekkot 2002 [25]; Borges 2005 [26]; Duarte và es. 2005 [27]: Dittmar và es. 2006 128]: Alongi 2009 [29]; Buoillon và es.

(2008, 2009) [3], [23] ; Donato 2011 [15]: Maher và es. Các nghiên cứu đã cho thấy, RNM tích lũy carbon nhiều nhất trong lớp dat có độ sâu từ bể mặt tới khoảng 3 m đưới mặt dit và trữ lượng carbon trong đất chiếm từ 49 ~ 98% trong tông trữ lượng carbon của. ic HST này [15] So sánh trừ lượng carbon của RNM với trữ lượng carbon tại các kiểu rừng cơ bản khác, trên thể giới, Donato và es. (2011) đã cho thấy trữ lượng carbon của RNM lớn hơn rất nhiều lẫn ofa các loi hình rừng khác và RNM là một trong những iêu rừng giàu trữ lượng carbon nhất ở vũng nhiệt đi, với giá trì trung bình là 1.023 MaC ha” (Hình 1.2) us} 1400) ên mst Cây sống + cy chếtt đất h(HtCaoSG"nT)g m 2 R<) bon Anooninune) m TT Lớp đất sào hơn 30cm & " F5wer we Hình 1.

So sinh carbon tích I y đưới mặt đất của một số loại rừng khác nhau trên. Ngoài việc tập trung nghiên cứu trữ lượng carbon trong HST RNM trên qui mô toàn cầu, một số nghiên cứu còn đánh giá các dạng chuyển dịch của carbon từ HST RNM ra ° các vùng nước biển ven bờ, Vi điện tích RNM phân bồ ở nhiễu vùng kháe nhau với các, yếu t8 môi trường rắt đa dạng nên carbon hữu cơ dịch chuyển từ RNM ra môi trường "xung quanh và ngược lại phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: địa hình dia mao, biên độ triéu, khí hậu, loài thực vật, ảnh hưởng của các yếu tổ sinh học, wv. Chính các yếu tổ tác đồng này làm cho năng suất sinh học và giá trị carbon tích lũy cũng như trao đổi của RNM biển đổi v6 cũng da dạng Tại Việt Nam, theo Phan Nguyên Hồng và es. (1999) [17], Ni in Hoàng Trí và es, (1999) [52], các HST RNM có tổng số 77 loài cây ngập mặn thuộc hai nhóm được phân chia theo các điều kiện môi tưởng và dang thái sống khác nhau.

Nhóm 1 có 35 loài cây ngập mặn thuộc 20 chỉ của 16 ho, nhóm nảy được gọi là cây ngập mặn “thực thụ”. Nhóm2 42 loài thuộc 36 chỉ của 28 họ. nhóm này bao gồm các loài cây ia nhập", dy là nhóm cây tôn tai ở các rừng thứ sinh va rừng trồng trên dat cao. Sự phân bố của các loài thực vật ngập mặn.

cũng khác nhau ở hai miễn Nam và Bắc Việt Nam. Miễn Nam có tổng số 69 loài thực vật “gập mặn, trong khi ở miễn Bắc chỉ có 34 loài. Sự đa dạng của các loài thực vật ngập mặn ven biển phía Nam cho thấy, phần lớn cây thực vật ngập mặn phát triển tốt ở vùng ven biển Nam Bộ do dig khí n với điều kiện tổ của cây ngập mặn tại đây (Úc và Malaysia) [17]. Hơn nữa, điều ki địa hình ven biển tai miễn Nam thường nông.

và lượng phủ sa bai tụ tử hệ thống sông Cửu Long nhiễu tạo thành các bãi bồi rộng lớn, rất thích hợp cho sự phát triển của cây ngập mặn. Rừng ngập mặn tại miễn 1 kếm da dạng vé thành phần lo 3 Trung đều hep và ngắn, it 6 các đảo che chin phía ngoài. Hơn nữa, khu vực miễn Trung do én đất nhiễu cát, lượng mưa ít hơn cùng với sự khắc nghiệt của thời tiết. khí hau nên số lượng loài và cầu trú nghèo nàn.

Tại miễn Đắc, các bãi bồi có lượng phủ sa bồi tụ khá lớn từ hệ thống sông Hồng nhưng thời ết lại quá lạnh vào mùa đông, biên độ nhiệt dao động lớn thường xuyên bị ảnh hưởng của gió bão nên HST RNM kém phát triển và kém da dạng, hơn so với thâm thực vật ngập mãn ở miễn Nam Việt Nam. Phan Nguyên Hồng vàcs.(1999) da phân chia RNM tại Việt Nam thành khu vực bao g ôm: 1) Bờ biển Đông lắc (từ mũi Ngọc đến mũi Đỗ Sơn): 2) Bởbiển dng bằng Bắc Bộ (từ mai Đỏ n dén Lach Trường): 3) bờ biến Trung Bộ (tr Lech Trường đến mũi Vũng Tau); 4) Bờ biển Nam Bộ (ừ mũi Vũng Taw đến mũi Nai Hà Tiên) [17] 10 Xe vùng babiển đồng i Độ, RNM phân bố trong phạm vi " lạ sông Hồng, sông Thái Bình và các phụ lưu. Các bãi bồi đây nhận dược. ương phù sa từ thương nguồn khá nhiễu và giàu chất đình đường, rất thích hợp cho sự sinh trưởng của cây ngập mãn.

Chu ki thủy triểu thuộc chế độ nhật triễu với biên độ khá ir 3~4 m, Các bãi bồi rộng hình thành ở cả vùng cửa sông và ven biển, nhưng chịu tác động của gió, bão nên cây ngập mặn tại day kém phát triển. e độ quai đê lần bị tương đối nhanh nên cây ngập mặn chi phân bố hep ngoài dé, ven HH 12 'Tổng quan các nghiên cứu vé carbon tí 'h lay trong rừng ngập man Trong vai thập ki qua, trữ lượng carbon của HST RNM thuộc các vùng trên toàn cầu đã được nh bu tác giả tiến hành nghiên cứu.1 tổng hợp các kết quả thu được về sinh khối tel lay trên mặt đất (AGB), sinh khối tích lãy dưới mặt đắt (BGP) và một số kết quả nghiên cứu carbon tồn lưu dưới mặt đất của các diện tích RNM phân bổ theo vĩ độ.1, sinh khối tích lũy cao nhất ghi nhận được ở các độ từ 0 - 10°, với các giá trị dao động rất lớn tị 3 5 Mg ha! ti rừng Trâm bầu ở French Guiana tới 460,0 Mg ha” (rừng Đước ở Malaysia) [33]. S nh khôi giảm ở khoảng vĩ độ tir te 10° - 20° so v¢ ác T xích đạo, với giá tr đồng từ 55,4-536,8 Mg ha” [35], 136].

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Nghiên cứu carbon trong rừng ngập mặn tại vườn quốc gia Xuân Thủy" cung cấp cái nhìn sâu sắc về vai trò của rừng ngập mặn trong việc lưu trữ carbon và bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này không chỉ làm nổi bật tầm quan trọng của rừng ngập mặn trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu mà còn chỉ ra các phương pháp quản lý bền vững để bảo tồn hệ sinh thái này. Độc giả sẽ hiểu rõ hơn về cách thức mà rừng ngập mặn có thể đóng góp vào việc cải thiện chất lượng không khí và bảo vệ đa dạng sinh học.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các nghiên cứu liên quan đến sinh thái và bảo tồn, hãy tham khảo bài viết "Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn eh ph thành phần cơ giới của đất đến cấu trúc rừng ngập mặn ven biển huyện tiêu yên tỉnh quảng ninh", nơi bạn có thể khám phá ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến cấu trúc rừng ngập mặn.

Ngoài ra, bài viết "Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên loài cây lim xẹt peltophorum tonkinensis a chev tại huyện lâm bình tỉnh tuyên quang" sẽ giúp bạn hiểu thêm về sự tái sinh của các loài cây trong hệ sinh thái rừng, từ đó liên hệ đến vai trò của chúng trong việc duy trì cân bằng sinh thái.

Cuối cùng, bài viết "Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu đa dạng thực vật thân gỗ tại khu vực rừng đặc dụng pác bó huyện hà quảng tỉnh cao bằng" sẽ mở rộng kiến thức của bạn về sự đa dạng sinh học trong các khu rừng đặc dụng, một yếu tố quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển bền vững.

Những liên kết này sẽ giúp bạn khám phá sâu hơn về các khía cạnh khác nhau của sinh thái và bảo tồn, mở rộng hiểu biết của bạn về các vấn đề môi trường hiện nay.