MỞ ĐẦU 0.1 SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Các khu bảo tồn thiên nhiên như các vườn Quốc gia (VQG), rừng ngập nước ven biển thường là những vùng nhạy cảm về các biến động môi trường nên thường được các Quốc gia trên thế giới rất quan tâm, xây dựng chiến lược quản lý, sử dụng và bảo vệ nghiêm ngặt. Việt Nam cũng rất quan tâm tới việc bảo vệ các khu rừng nguyên sinh, bảo vệ nguồn gen đa dạng và quý hiếm, qua đó nhiều khu VQG và các khu dự trữ sinh quyển đã được thiết lập trên cả nước, điển hình như các VQG U Minh Thượng, U Minh Hạ, Tràm Chim, khu dự trữ sinh quyển Đất Mũi (vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL)), Cát Tiên, Cát Bà, Bạch Mã, Cúc Phương… (miền Trung và miền Bắc). Trong các hệ sinh thái rừng ngập nước ở ĐBSCL thì chỉ còn duy nhất hệ sinh thái rừng U Minh, đặc biệt là U Minh Thượng có những đặc điểm của rừng nguyên sinh phát triển cực đỉnh, đó là các ưu hợp rừng tràm hỗn giao và rừng tràm thuần loại trên đất than bùn. Các đầm lầy và các sinh cảnh thực vật với các tuyến kênh - đê nằm xen kẽ, rải rác tạo nên những khu cư trú thích hợp cho một số loài động vật hoang dã.
[27] Tháng 3/2002 đã xảy ra cháy trong vùng lõi của VQG U Minh Thượng với tổng diện tích bị cháy là 3. Vùng lõi là nơi tập trung của nhiều loài thực vật và động vật, trong đó có một số loài đặc hữu. Tại khu vực bị cháy, cây tràm (Melaleuca cajuputi) là cây gỗ chính có tuổi từ 15 đến trên 40 năm bị cháy và thiệt hại nặng nề, hầu hết các loài thực vật đã bị thiêu rụi [33]. Việc khôi phục hệ sinh thái rừng tràm được các cơ quan từ Trung ương đến địa phương rất quan tâm, chỉ đạo thực hiện.
Đã có nhiều các nghiên cứu, dự án đầu tư xây dựng nhằm phát triển rừng được thực hiện. Tuy nhiên, do đặc điểm tự nhiên của khu vực có thời tiết khô hạn kéo dài, đất rừng nhiều than bùn là vật liệu dễ cháy nên rừng luôn bị đe dọa và tiềm ẩn nguy cơ cháy rừng cao. Luận án tiến sĩ kỹ thuật – Ngành Môi trường đất và nước Luận án tiến sĩ Kĩ thuật 2 Từ sau cháy rừng đến nay, do quản lý chế độ nước khu rừng tràm chưa hợp lý, mực nước duy trì ở mức cao trong thời gian dài để phòng chống cháy rừng đã làm thay đổi dần sinh cảnh, hệ sinh thái dưới tán rừng thay đổi làm ảnh hưởng không nhỏ tới sinh trưởng của cây tràm. Sự tái sinh và phát triển của cây tràm, đặc biệt là cây tràm non ở khu vực bị cháy phụ thuộc nhiều vào một số yếu tố môi trường như độ sâu và thời gian ngập nước, độ dày lớp than bùn v.
Trong đó, độ sâu và thời gian ngập nước được xác định là một trong các yếu tố đóng vai trò quan trọng nhất. [36] Do đó, nhiệm vụ quản lý nước là rất quan trọng trong việc phát triển hệ sinh thái rừng tràm ở VQG sau cháy rừng. Quản lý nước là thực hiện chuỗi hành động kiểm soát nước ở mức hợp lý nhằm tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của các loài động, thực vật. Quản lý nước không những giúp cho cây tràm và các loài cây khác trong hệ sinh thái sinh trưởng và phát triển bình thường mà phải đáp ứng được tiêu chí phòng cháy, chữa cháy rừng và duy trì phù hợp các sinh cảnh.
[32], [36] Nghiên cứu quá trình hình thành và phát triển của rừng tràm, đặc biệt sau đợt cháy rừng cho thấy không thể bảo vệ tốt VQG U Minh Thượng nếu không làm tốt công tác quản lý nước. Từ đó dẫn đến việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu, đề xuất chế độ nước hợp lý để phát triển rừng tràm tái sinh VQG U Minh Thượng” là điều rất cần thiết trong thời điểm hiện nay.2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU a) Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá được tình hình sinh trưởng của rừng tràm tái sinh ở các mức độ ngập nước khác nhau từ sau khi cháy rừng đến nay ở VQG. - Xác định được chế độ nước hợp lý nhằm phát triển rừng tràm tái sinh và chống cháy rừng ở VQG. - Đề xuất được giải pháp quản lý nước phù hợp cho vùng lõi của VQG.
Luận án tiến sĩ kỹ thuật – Ngành Môi trường đất và nước Luận án tiến sĩ Kĩ thuật 3 b) Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là chế độ nước phù hợp cho phát triển rừng tràm tái sinh sau cháy rừng ở VQG U Minh Thượng. c) Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của luận án là khu vực rừng tràm tái sinh có diện tích bị cháy năm 2002 là 3.212 ha, nằm trong khu vực vùng lõi có diện tích 8.003 ha của VQG U Minh Thượng.3 CÁCH TIẾP CẬN CỦA LUẬN ÁN - Tiếp cận qua thực tiễn quản lý rừng tràm hiện nay của VQG U Minh Thượng một cách có hệ thống, nhiều mặt và tổng hợp; - Tiếp cận kế thừa các kết quả khoa học kỹ thuật, cơ sở dữ liệu đã có trong và ngoài nước, dữ liệu trực tiếp từ VQG một cách chọn lọc; - Tiếp cận qua các phương pháp quản lý chế độ nước trên nguyên tắc lợi dụng tổng hợp, phù hợp nhằm phát triển bền vững.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN a) Ý nghĩa khoa học Ý nghĩa khoa học của luận án là giải quyết được vấn đề chính về chế độ nước và môi trường hệ sinh thái trên vùng đất than bùn ngập nước theo mùa đặc trưng. Kết quả nghiên cứu góp phần bảo vệ và phát triển bền vững rừng tràm ở VQG U Minh Thượng: - Phân tích và làm rõ chế độ thủy văn, nguồn nước ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của rừng tràm nói chung và rừng tràm tái sinh nói riêng trên vùng đất than bùn. - Vận dụng lý thuyết phân tích hệ thống trong nghiên cứu, xác định chế độ nước hợp lý trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố như: hệ sinh thái đất ngập nước (các dạng sinh cảnh), hệ sinh thái rừng tràm (các hệ thực vật Luận án tiến sĩ kỹ thuật – Ngành Môi trường đất và nước Luận án tiến sĩ Kĩ thuật 4 và động vật), sinh trưởng và phát triển của cây tràm (là loài cây chính của VQG), bảo tồn, phòng chống cháy rừng,… Từ đó, đã giải quyết được về mặt khoa học bài toán thực tiễn về chế độ nước cho VQG với các mức độ ngập và thời gian ngập nước khác nhau trong năm.
- Vận dụng lý thuyết về kỹ thuật tài nguyên nước, hệ thống công trình thủy lợi phục vụ cho công tác quản lý nước nhằm bảo vệ và phát triển rừng. Đây là điểm khác so với các công trình thủy lợi truyền thống trước đây chủ yếu là điều tiết nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. b) Ý nghĩa thực tiễn Trải qua nhiều năm, từ khi xảy ra cháy rừng đến nay, VQG U Minh Thượng thực hiện công tác quản lý nước ở mức cao, làm suy thoái rừng tràm ở những nơi có địa hình thấp và hạn chế khả năng tái sinh của rừng. Kết quả nghiên cứu của luận án đưa ra một phần hiện trạng thực tế về môi trường sinh thái, đặc điểm lâm sinh học của rừng tràm giúp cho các nhà quản lý có thêm thông tin trong phát triển bền vững ở VQG.
Kết quả của luận án đề xuất chế độ nước hợp lý, đề xuất hệ thống công trình thủy lợi điều tiết chế độ nước trên cơ sở xem xét hiện trạng hệ thống công trình hiện có, điều kiện tự nhiên, định hướng quy hoạch phát triển của VQG đã được phê duyệt. Giúp các nhà tư vấn có thêm dữ liệu, thông tin trong quản lý nước phù hợp với thực tiễn của VQG hiện nay. Bên cạnh việc ứng dụng thực tiễn phân tích hệ thống trong xây dựng và quản lý hệ thống công trình điều tiết nước cho VQG U Minh Thượng, vẫn còn khá nhiều các vùng đất ngập nước (ĐNN) tự nhiên và nhân tạo khác tương tự trong khu vực ĐBSCL có thể tham khảo nghiên cứu này phục vụ cho quản lý và phát triển rừng như các VQG U Minh Hạ, Tràm Chim, Sân chim Bạc Liêu,. Luận án tiến sĩ kỹ thuật – Ngành Môi trường đất và nước Luận án tiến sĩ Kĩ thuật 5 0.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Xác định được chế độ nước hợp lý để phát triển rừng tràm tái sinh trên đất than bùn ở VQG U Minh Thượng làm cơ sở để điều tiết chế độ nước hợp lý.
Kết quả được mô phỏng bằng bản đồ trực quan "Phân bố diện tích theo sinh cảnh ngập nước phù hợp". Lựa chọn được những thời điểm bắt đầu tích nước phù hợp để có được chế độ nước hợp lý trong cả năm, trên cơ sở tính toán tài nguyên nước từ mưa với các tần suất mưa khác nhau. Thời điểm tích nước được xác định hàng năm là khoảng từ ngày 11/9 cho năm ít nước (tần tuất 75%), khoảng từ ngày 1/10 cho năm nước trung bình (tần tuất 50%) và khoảng từ ngày 21/10 cho năm nhiều nước (tần tuất 25%). Bước đầu đề xuất được giải pháp quản lý nước phù hợp để phát triển vùng lõi rừng tràm ở VQG U Minh Thượng.
Kết quả nghiên cứu của luận án về quản lý chế độ nước hợp lý cho rừng tràm tái sinh ở VQG U Minh Thượng đã đưa vấn đề điều tiết nước cho rừng tràm các VQG khu vực Nam bộ lên mức độ cao hơn để giải quyết tốt môi trường sinh thái cho hệ sinh thái rừng tràm phát triển và phòng tránh cháy rừng vào thời kỳ mùa khô. Luận án tiến sĩ kỹ thuật – Ngành Môi trường đất và nước Luận án tiến sĩ Kĩ thuật 6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 1.1 Vị trí địa lý VQG U Minh Thượng có diện tích 21.107 ha gồm vùng lõi 8.003 ha, vùng đệm 13.069 ha và một phần diện tích đê kẹp giữa vùng lõi và vùng đệm 35 ha, trên địa bàn hai xã An Minh Bắc và Minh Thuận huyện U Minh Thượng tỉnh Kiên Giang, nằm về phía Tây của vùng bán đảo Cà Mau. VUØNG NGHIEÂN CÖÙU VÖÔØN QUOÁC GIA U MINH THÖÔÏNG THUOÄC ÑOÀNG BAÈNG SOÂNG CÖÛU LONG CAMPUCHIA Khaù nh Höng M1 B Phuù Chaâ u Hoà ng Ngöï Raø i Hoàng Ngöï Vónh Höng Hoà ng Ngöï Ñöù c Hueä Ñöù c Hoø a Xuaâ n Khaù nh Caà u An Haï THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH Roà ng Gaê ng Tam Noâ ng Bình Thaø nh MOÄC HOÙA LONG AN K.