Nghiên cứu cơ sở khoa học và kỹ thuật gây trồng một số loài cây ngập mặn trên nền cát đá sỏi vụn san hô ngập triều không thường xuyên tại các đảo ven bờ vùng biển phía nam việt nam

Rừng ngập mặn (RNM) đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ vùng ven biển và đảo, hạn chế tác động… 161 trang · Viện Khoa Học Lâm Nghiệp Việt Nam · 2014.

• Tác giả: Hoàng Văn Thơi
• Người hướng dẫn: GS. Đỗ Đình Sâm
• Trường học: Viện Khoa Học Lâm Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Lâm Sinh
• Đề tài: Nghiên Cứu Cơ Sở Khoa Học Và Kỹ Thuật Gây Trồng Một Số Loài Cây Ngập Mặn Trên Nền Cát, Đá, Sỏi, Vụn San Hô Ngập Triều Không Thường Xuyên Tại Các Đảo Ven Bờ Phía Nam, Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN MỞ ĐẦU
• 1.1. Sự cần thiết của luận án
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 1.4. Những đóng góp mới của luận án
• 1.5. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu
• 1.6. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
• 1.7. Bố cục luận án
• 2. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Các nghiên cứu trên thế giới
• 2.2. Các nghiên cứu trong nước
• 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nội dung nghiên cứu
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Quan điểm và phương pháp tiếp cận
• 3.2.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 3.2.3. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu
• 4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 4.1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu
• 4.2. Địa hình, thảm thực vật
• 4.3. Thủy văn, thủy triều
• 4.4. Nhận xét và đánh giá chung
• 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 5.1. Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo vùng biển phía Nam
• 5.2. Thành phần, phân bố cây ngập mặn theo khu vực nghiên cứu
• 5.3. Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo vùng ĐBSCL
• 5.4. Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo vùng ĐNB
• 5.5. Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo Nam Trung Bộ
• 5.6. Thành phần và phân bố cây ngập mặn theo thể nền
• 5.7. Nhận xét về thực vật RNM tại các đảo VBPN
• 5.8. Đề xuất loài gây trồng trên nền cát, sỏi, đá, vụn san hô
• 5.9. Kết quả khảo sát thủy triều khu vực các đảo vùng biển phía Nam
• 5.10. Kết quả khảo sát về thể nền
• 5.11. Đặc điểm thể nền một số điểm khảo sát điển hình
• 5.12. Đặc điểm lý, hóa tính đất tại các điểm khảo sát
• 5.13. Kết quả theo dõi về bão và áp thấp nhiệt đới
• 5.14. Nhận xét về lập địa các điểm nghiên cứu
• 5.15. Xây dựng bảng phân chia lập địa cho vùng ven các đảo phía Nam
• 5.16. Đặc điểm sinh học, sinh thái các loài cây lựa chọn
• 5.17. Đặc điểm sinh học, sinh thái các loài cây đề xuất gây trồng
• 5.18. Đặc điểm các quần xã RNM có loài cây lựa chọn phân bố
• 5.19. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật gieo ươm
• 5.20. Đặc điểm trụ mầm của các loài cây lựa chọn
• 5.21. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật gieo ươm
• 5.22. Kết quả nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật trồng rừng
• 5.23. Đề xuất hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng ven các đảo VBPN
• 5.24. Lựa chọn lập địa và loài cây trồng
• 5.25. Tiêu chuẩn cây con
• 5.26. Biện pháp kỹ thuật trồng rừng
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Gây Trồng Cây Ngập Mặn Đảo Ven Bờ

Rừng ngập mặn (RNM) đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ vùng ven biển và đảo, hạn chế tác động của sóng, gió bão. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng RNM có khả năng giảm đáng kể độ cao và năng lượng sóng, bảo vệ bờ biển khỏi xói mòn, và là nơi sinh sống của nhiều loài thủy sản. Tuy nhiên, vấn đề biến đổi khí hậu, nước biển dâng, và an ninh quốc phòng đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc xây dựng và phát triển các dải rừng phòng hộ ven biển, đặc biệt là ở các đảo ven bờ vùng biển phía Nam Việt Nam. Việc gây trồng cây ngập mặn trên nền cát đá sỏi vụn san hô, điều kiện khắc nghiệt và tác động mạnh của sóng gió là một thách thức lớn, đòi hỏi nghiên cứu kỹ lưỡng về cơ sở khoa học và kỹ thuật gây trồng phù hợp. Luận án này tập trung vào việc nghiên cứu các yếu tố trên để đưa ra giải pháp phù hợp, đóng góp vào việc phục hồi rừng ngập mặn và bảo tồn cây ngập mặn ở khu vực này. Dẫn chứng UNEP (2005) nhấn mạnh vai trò của RNM trong việc bảo vệ đảo khỏi lũ lụt mùa bão.

1.1. Vai trò quan trọng của rừng ngập mặn ven biển

Rừng ngập mặn không chỉ là hệ sinh thái quan trọng mà còn đóng vai trò như một tuyến phòng thủ tự nhiên, giảm thiểu tác động của thiên tai như bão lũ và xói mòn bờ biển. Đa dạng sinh học vùng ngập mặn cũng được bảo tồn thông qua sự tồn tại và phát triển của RNM. Nghiên cứu của Vũ Đoàn Thái (2007) cho thấy RNM có thể giảm đáng kể chiều cao và năng lượng sóng. Việc bảo tồn cây ngập mặn góp phần duy trì hệ sinh thái và bảo vệ cộng đồng ven biển.

1.2. Thách thức trong gây trồng cây ngập mặn trên đảo ven bờ

Việc gây trồng cây ngập mặn trên các đảo ven bờ vùng biển phía Nam đối mặt với nhiều thách thức do điều kiện đất cát đá sỏi san hô nghèo dinh dưỡng, tác động mạnh của sóng gió và biến đổi khí hậu. Cần có nghiên cứu chuyên sâu về điều kiện sinh thái cây ngập mặn và kỹ thuật gây trồng phù hợp để đảm bảo thành công của các dự án phục hồi rừng ngập mặn. Cần chú trọng chọn giống cây ngập mặn có khả năng thích nghi cao.

II. Xác Định Loài Cây Ngập Mặn Phù Hợp Nền Cát Đá San Hô

Một trong những mục tiêu quan trọng của nghiên cứu là xác định các loài cây ngập mặn phù hợp với điều kiện nền cát đá sỏi vụn san hô ở các đảo ven bờ. Quá trình này đòi hỏi việc khảo sát và đánh giá kỹ lưỡng về khả năng thích nghi của các loài cây với độ mặn, chế độ ngập triều, và đặc điểm đất cát đá sỏi san hô. Nghiên cứu cũng cần xem xét các đặc điểm sinh học, sinh thái của các loài cây để lựa chọn những loài có khả năng phát triển tốt trong môi trường khắc nghiệt này. Kết quả lựa chọn sẽ là cơ sở để xây dựng các mô hình gây trồng cây ngập mặn hiệu quả, góp phần phục hồi rừng ngập mặn và bảo tồn cây ngập mặn tại khu vực nghiên cứu.

2.1. Khảo sát thành phần và phân bố cây ngập mặn hiện hữu

Việc khảo sát hiện trạng thành phần và phân bố cây ngập mặn trên các đảo ven bờ là bước quan trọng để hiểu rõ hơn về hệ sinh thái RNM tại khu vực nghiên cứu. Dữ liệu thu thập được sẽ giúp xác định các loài cây bản địa có khả năng thích nghi tốt với điều kiện đất cát đá sỏi san hô và chế độ ngập triều không thường xuyên, từ đó lựa chọn các loài tiềm năng cho mục đích gây trồng cây ngập mặn.

2.2. Đánh giá khả năng thích nghi của các loài cây ngập mặn

Sau khi khảo sát thành phần loài, cần tiến hành đánh giá chi tiết về khả năng thích nghi của cây ngập mặn với các yếu tố môi trường đặc trưng của nền cát đá sỏi vụn san hô, bao gồm độ mặn, độ pH, hàm lượng dinh dưỡng trong đất, và mức độ chịu đựng sóng gió. Các thí nghiệm trong điều kiện kiểm soát có thể được thực hiện để đánh giá chính xác hơn khả năng thích nghi của từng loài.

III. Kỹ Thuật Gieo Ươm và Trồng Cây Ngập Mặn Nền San Hô

Nghiên cứu sâu về kỹ thuật gieo ươm và kỹ thuật trồng rừng đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo thành công của các dự án gây trồng cây ngập mặn trên nền cát đá sỏi vụn san hô. Các yếu tố như lựa chọn phương pháp ươm giống phù hợp, xử lý đất trồng, kỹ thuật trồng cây con, và biện pháp chăm sóc sau trồng cần được xem xét kỹ lưỡng để tối ưu hóa tỷ lệ sống và tốc độ sinh trưởng của cây. Ngoài ra, nghiên cứu cũng cần đề xuất các biện pháp cải tạo đất và phòng trừ sâu bệnh hại để tạo điều kiện tốt nhất cho sự phát triển của cây ngập mặn trong môi trường khắc nghiệt.

3.1. Nghiên cứu đặc điểm trụ mầm và kỹ thuật gieo ươm

Nghiên cứu về đặc điểm trụ mầm của các loài cây ngập mặn được lựa chọn sẽ cung cấp thông tin quan trọng để xây dựng quy trình gieo ươm hiệu quả. Các yếu tố như thời gian nảy mầm, tỷ lệ nảy mầm, và yêu cầu về ánh sáng, độ ẩm, và nhiệt độ cần được xác định để tối ưu hóa quá trình tạo cây con.

3.2. Phát triển biện pháp kỹ thuật trồng rừng phù hợp

Dựa trên đặc điểm của nền cát đá sỏi vụn san hô và điều kiện ngập triều không thường xuyên, cần phát triển các biện pháp kỹ thuật trồng rừng phù hợp để đảm bảo sự tồn tại và phát triển của cây ngập mặn. Các yếu tố như mật độ trồng, khoảng cách trồng, kỹ thuật đào hố, và biện pháp bảo vệ cây con khỏi sóng gió cần được xem xét kỹ lưỡng.

3.3. Quy trình trồng cây ngập mặn trên nền cát đá san hô

Xây dựng quy trình trồng cây ngập mặn chi tiết và dễ thực hiện là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của các dự án gây trồng cây ngập mặn. Quy trình cần bao gồm các bước cụ thể từ khâu chuẩn bị đất, chọn cây giống, kỹ thuật trồng, đến chăm sóc cây ngập mặn sau khi trồng và các biện pháp bảo vệ cây khỏi các tác động tiêu cực từ môi trường.

IV. Ứng Dụng Nghiên Cứu Phục Hồi Rừng Ngập Mặn Đảo Nam

Kết quả nghiên cứu về cơ sở khoa học gây trồng và kỹ thuật gây trồng cây ngập mặn trên nền cát đá sỏi vụn san hô sẽ được ứng dụng vào thực tiễn để phục hồi rừng ngập mặn tại các đảo ven bờ vùng biển phía Nam Việt Nam. Các mô hình thí điểm sẽ được triển khai để đánh giá hiệu quả của các giải pháp và điều chỉnh quy trình nếu cần thiết. Đồng thời, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà khoa học, chính quyền địa phương, và cộng đồng dân cư để đảm bảo tính bền vững của các dự án phục hồi rừng ngập mặn.

4.1. Đề xuất hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng ven đảo phía Nam

Dựa trên kết quả nghiên cứu, cần đề xuất hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng chi tiết và cụ thể, phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của từng khu vực trên các đảo ven bờ. Hướng dẫn cần bao gồm các khuyến nghị về lựa chọn loài cây, chuẩn bị đất, kỹ thuật trồng, chăm sóc cây ngập mặn, và các biện pháp bảo vệ rừng.

4.2. Lựa chọn lập địa và loài cây trồng thích hợp

Việc lựa chọn lập địa và loài cây trồng phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo thành công của các dự án gây trồng cây ngập mặn. Cần xem xét kỹ lưỡng các yếu tố như địa hình, độ dốc, độ mặn của nước, và đặc điểm đất cát đá sỏi san hô để lựa chọn những vị trí và loài cây thích hợp nhất.

V. Đánh Giá Ảnh Hưởng Triều Lên Sự Thích Nghi Của Cây

Nghiên cứu chi tiết về ảnh hưởng của triều đến sự thích nghi của cây ngập mặn là vô cùng quan trọng. Sự ngập triều không thường xuyên tạo ra những áp lực lớn lên sinh trưởng và phát triển của cây. Việc hiểu rõ cơ chế thích nghi của cây với chế độ ngập triều sẽ giúp lựa chọn loài và kỹ thuật trồng phù hợp, đảm bảo tỷ lệ sống cao và sự phát triển bền vững của rừng. Các thí nghiệm theo dõi sự biến đổi sinh lý, sinh thái của cây theo chu kỳ triều là cần thiết để có được đánh giá chính xác.

5.1. Xác định phạm vi ngập triều và tần suất ngập úng

Việc xác định chính xác phạm vi ngập triều và tần suất ngập úng tại khu vực nghiên cứu là bước đầu tiên để đánh giá ảnh hưởng của triều đến cây ngập mặn. Dữ liệu này sẽ giúp phân loại lập địa và lựa chọn các loài cây có khả năng chịu đựng ngập úng tốt.

5.2. Phân tích đặc điểm sinh lý của cây dưới tác động triều

Tiến hành phân tích các đặc điểm sinh lý của cây như khả năng hấp thụ oxy, điều chỉnh áp suất thẩm thấu, và chống chịu stress oxy hóa dưới tác động của triều để hiểu rõ hơn về cơ chế thích nghi của cây ngập mặn với môi trường ngập triều không thường xuyên.

VI. Kết Luận và Triển Vọng Nghiên Cứu Cây Ngập Mặn Tương Lai

Luận án đã đạt được những kết quả quan trọng về cơ sở khoa học và kỹ thuật gây trồng cây ngập mặn trên nền cát đá sỏi vụn san hô tại các đảo ven bờ vùng biển phía Nam Việt Nam. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện quy trình và nâng cao hiệu quả của các dự án phục hồi rừng ngập mặn. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai bao gồm việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến sự phát triển của cây ngập mặn, nghiên cứu các biện pháp bảo tồn cây ngập mặn đa dạng sinh học, và phát triển các mô hình quản lý rừng bền vững.

6.1. Tổng kết kết quả và đóng góp của nghiên cứu

Tóm tắt các kết quả chính của nghiên cứu, bao gồm việc xác định các loài cây ngập mặn phù hợp, xây dựng quy trình gieo ươm và trồng rừng hiệu quả, và đánh giá ảnh hưởng của triều đến sự thích nghi của cây. Nhấn mạnh những đóng góp mới của luận án vào lĩnh vực nghiên cứu cây ngập mặn và phục hồi rừng ngập mặn.

6.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo để bảo tồn RNM

Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo để giải quyết những vấn đề còn tồn tại và nâng cao hiệu quả của công tác bảo tồn cây ngập mặn và phục hồi rừng ngập mặn. Các hướng nghiên cứu có thể bao gồm nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu, đa dạng sinh học vùng ngập mặn, và phát triển các mô hình quản lý rừng bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Công trình nghiên cứu của nghiên cứu sinh Hoàng Văn Thơi với đề tài "Nghiên cứu cơ sở khoa học và kỹ thuật gây trồng một số loài cây ngập mặn trên nền cát, đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thường xuyên tại các đảo ven bờ phía Nam, Việt Nam" được thực hiện tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam dưới sự hướng dẫn của GS. Đỗ Đình Sâm và PGS. Viên Ngọc Nam, bảo vệ năm 2014 thuộc chuyên ngành Lâm sinh (mã số 62 62 02 05). Luận án được thực hiện gắn liền với kết quả của đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Bộ giai đoạn 2009–2013 do tác giả làm chủ nhiệm.

Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, rừng ngập mặn đóng vai trò phòng hộ xung yếu trước sóng, gió, bão, chống xói mòn và giảm thiểu tác động của hiện tượng nước biển dâng tại các dải bờ biển và hải đảo. Báo cáo của UNEP (2005) chỉ ra rằng rừng ngập mặn có khả năng giảm đến 75% sức gió tấn công vào các đảo; nghiên cứu của Vũ Đoàn Thái và cộng sự (2007) ghi nhận dải rừng Trang, Bần tại Hải Phòng làm giảm độ cao sóng 85% và hạ năng lượng sóng từ 163 $\text{N/m}^2$ xuống 10 $\text{N/m}^2$; nghiên cứu của Primavera (2004) sau sự kiện sóng thần năm 2004 ở Ấn Độ Dương xác định đai rừng rộng 100 m giảm 50% chiều cao sóng và triệt tiêu 90% năng lượng sóng. Việt Nam sở hữu hơn 3.200 km bờ biển và khoảng 3.000 hòn đảo lớn nhỏ, chịu ảnh hưởng nặng nề bởi biến đổi khí hậu (Dasgupta et al., 2007). Tuy nhiên, tại các đảo ven bờ, điều kiện lập địa rất khắc nghiệt với nền cát, đá, sỏi, vụn san hô nghèo dinh dưỡng, ngập triều không thường xuyên và chịu sóng gió lớn. Hầu hết các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào vùng đất bùn phù sa cửa sông; các vấn đề về thành phần loài, cấu trúc quần xã, đặc tính sinh thái và kỹ thuật gây trồng rừng ngập mặn trên nền cát, đá, sỏi, vụn san hô tại hải đảo hoàn toàn chưa được nghiên cứu trong nước cũng như trên thế giới.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định rõ:

• Về mặt lý luận: Xác định cơ sở khoa học chủ yếu để xây dựng dải rừng ngập mặn phòng hộ trên các dạng lập địa khó khăn ở các đảo ven bờ phía Nam Việt Nam.
• Về mặt thực tiễn:
  1. Chọn được 2–3 loài cây trồng có khả năng tồn tại, chịu đựng được sóng, gió và thể nền thiếu dinh dưỡng.
  2. Xác định được hệ thống biện pháp kỹ thuật trồng phù hợp trong điều kiện lập địa khó khăn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Một số loài cây ngập mặn có tiềm năng sử dụng trồng rừng phòng hộ ven biển - đảo thuộc vùng biển phía Nam.
• Phạm vi nội dung: Các thử nghiệm kỹ thuật trồng chỉ thực hiện trên thể nền đá, sỏi, vụn san hô có chế độ ngập triều không thường xuyên.
• Phạm vi không gian: Vùng ven biển và các đảo thuộc Nam Bộ và duyên hải Nam Trung Bộ. Khảo sát thành phần loài, phân bố và sinh thái tại Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Bình Thuận, Bà Rịa - Vũng Tàu, Cà Mau và Kiên Giang. Nghiên cứu lập địa tại các đảo/quần đảo: Nhơn Châu, Nhất Tự Sơn, vịnh Vân Phong, Hòn Tre (Nha Trang), Trường Sa, Phú Quý, Côn Đảo, Hòn Khoai, Phú Quốc. Thu hái hạt giống tại Bà Rịa - Vũng Tàu, Khánh Hòa, Phú Yên. Thí nghiệm gieo ươm tại Hòn Bà (Côn Đảo) và Nhất Tự Sơn (Phú Yên). Thí nghiệm kỹ thuật trồng rừng tại Hòn Bà (Côn Đảo), Hòn Nhất Tự Sơn (Sông Cầu, Phú Yên) và đảo Phú Quý (Bình Thuận). Các đảo Cù Lao Ré (Lý Sơn) và Cù Lao Chàm thu thập dữ liệu qua tài liệu thứ cấp.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan lịch sử nghiên cứu quốc tế và trong nước được tác giả hệ thống hóa toàn diện theo các nhóm nội dung:

Các hướng nghiên cứu trên thế giới:

• Phân loại và phân bố: Tomlinson (1986) phân chia thực vật ngập mặn thành cây ngập mặn thực thụ (true mangroves) và cây tham gia (mangrove associates); Saenger et al. (1983), Chapman (1976), Watson (1928), Aksornkoae et al. (1992) hệ thống hóa danh mục thực vật ngập mặn toàn cầu; Giesen và Wulffraat (1998) thống kê Indonesia có 45 loài chính thức trong tổng số 60 loài trên thế giới; Twilley et al. (1992) và Field (1996) ghi nhận diện tích rừng ngập mặn toàn cầu khoảng 16–17 triệu ha; Spalding et al. (1997, 2004) xác định phân bố tại 114 quốc gia/vùng lãnh thổ chia thành 5 vùng địa lý; trong khi Duke (1992) phân chia thành 6 vùng địa lý.
• Lập địa và sinh thái đảo san hô: Cấu tạo đảo san hô và nền sỏi cát carbonate được mô tả bởi Solomon & Forbes (1999), Woodroffe (2008), Mueller-Dombois & Fosberg (1998), Ellison (2008), Gillespie (2007), Chan & Baba (2009), Jagtap & Untawale (1999). Về sinh thái và chế độ ngập triều, Watson (1928) và de Haan (1931) phân chia 5 cấp ngập triều; Chapman (1975) nêu 7 yếu tố sinh thái hình thành rừng ngập mặn; Saenger et al. (1983), Rao (1986), Aksornkoae (1993), Choudhury (1994) phân tích các chỉ số lý hóa đất và độ mặn.
• Sinh thái thể nền và độ mặn: Kint (1934), Ding Hou (1958), Aragones et al. (1998) ghi nhận một số loài họ Đước (Rhizophora stylosa) mọc trên đất cát, bờ đá và bãi biển san hô; Mayer et al. (1965), Bunt (1982), Macnae (1968) nghiên cứu gradien độ mặn ảnh hưởng tới phân bố thực vật.
• Kỹ thuật gieo ươm và trồng rừng: Siddiqi et al. (1993) nghiên cứu thu hái, gieo ươm 17 loài tại Bangladesh; Hideki Hachinohe et al. (1998) dùng túi bầu 12 x 20 cm chứa 100% đất đê bao tại Bali, Indonesia; Chan (1996), Aksornkoae (1996), Untawale (1996), Milian (1996), Duke (1996), Snedaker & Biber (1996), Bohorquenz (1996), Kogo & Tsuruda (1996) khảo sát các mật độ và biện pháp trồng ở nhiều quốc gia; Shamsudin et al. (2008) tại Malaysia dùng ống geotube và ống tre giảm sóng; Reef Ball Foundation (2008) ứng dụng bóng ngầm bê tông san hô tại Cayman Islands.

Các hướng nghiên cứu trong nước:

• Thành phần loài và phân vùng: Phan Nguyên Hồng và Hoàng Thị San (1993) thống kê 77 loài (35 loài thực thụ, 42 loài tham gia); Thái Văn Trừng (2000) ghi nhận 46 loài cây cỏ ngập mặn; Phan Nguyên Hồng et al. (1999) phân bố thành phần loài theo các vùng sinh thái; Viên Ngọc Nam và Trần Đình Huệ (2007), Kiều Tuấn Đạt et al. (2012) khảo sát thực vật ngập mặn Côn Đảo ghi nhận từ 28 đến 41 loài; phân vùng lập địa theo Đỗ Đình Sâm et al. (2005), Ngô Đình Quế et al. (2001, 2003), Đoàn Đình Tam (2011), Tô Văn Vượng (2009).
• Sinh thái và kỹ thuật trồng trên lập địa khó khăn: Vũ Văn Cương (1964), Mai Sỹ Tuấn (1995), Nguyễn Hoàng Trí (1999), Đặng Trung Tấn (2000) khảo sát phản ứng sinh lý và độ ngập; Hoàng Công Đãng (1995), Đặng Công Bửu (2006), Hoàng Văn Thơi và Phạm Trọng Thịnh (2012), Đỗ Xuân Phương (2006), Kiều Tuấn Đạt et al. (2009) thử nghiệm thành phần ruột bầu tạo cây con. Trồng rừng giảm sóng khó khăn có các công trình của Chu Văn Cường và Saron Brown (2012) tại Kiên Giang dùng cừ tràm mê bồ; Albers (2012) dùng hàng rào tre gai tại Sóc Trăng; Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam (2011), Sở Khoa học và Công nghệ Hải Phòng (2006), Trịnh Văn Hạnh et al. (2009, 2011), Đoàn Đình Tam (2011), Sở Nông nghiệp và PTNT Thanh Hóa (2013), Trần Thanh Cao et al. (2006), Phạm Ngọc Cơ et al. (2006).

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết: Phần lớn công trình trong và ngoài nước tập trung vào thể nền bùn mềm, phù sa màu mỡ vùng cửa sông bãi bồi nội địa. Hoàn toàn thiếu vắng các dẫn liệu định lượng về thảm thực vật ngập mặn trên nền cát, đá, sỏi, vụn san hô tại các đảo ven bờ; thiếu hệ thống tiêu chí phân chia lập địa đảo; chưa có quy trình kỹ thuật chuẩn về tạo cây con ruột bầu chịu hạn mặn và kỹ thuật trồng, bố trí mật độ, tuổi cây và giải pháp bảo vệ cây con chắn sóng trên nền đá, sỏi, san hô ngập triều không thường xuyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý luận về lập địa rừng của Krauss, Kopp, Schwaneeker (dẫn theo Đỗ Đình Sâm và cộng sự, 2005), tiếp cận mối quan hệ tương hỗ giữa môi trường ngoại cảnh (địa hình, khí hậu, thủy văn, thể nền thổ nhưỡng) và sự sinh trưởng của quần xã thực vật. Khung phân loại mức độ ngập triều dựa theo tiêu chuẩn của Watson (1928) và de Haan (1931). Khung phân loại kích thước hạt thể nền áp dụng thang đo trầm tích Wentworth. Cấu trúc quần xã thực vật được định lượng thông qua chỉ số quan trọng (Importance Value - $IV$) của Curtis (1959).

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm phương pháp điều tra thực địa kết hợp bố trí thí nghiệm nhân tố ngoài hiện trường:

Phương pháp điều tra thực vật và lựa chọn loài cây:

• Thiết lập 40 tuyến điều tra ven bờ song song với bờ biển (tuyến ngoài mép biển, tuyến trong giáp bờ, khoảng cách 20–150 m).
• Lập 78 ô tiêu chuẩn điển hình ($20 \text{ m} \times 10 \text{ m} = 200\text{ m}^2$) phân bố tại 13 khu vực đảo ven bờ. Đo đếm đường kính ngang ngực ($D_{1.3}$), đường kính tán ($D_{\text{tán}}$) đối với toàn bộ cây có chiều cao $H > 2\text{ m}$; đo chiều cao vút ngọn ($H_{\text{vn}}$) từ 5–10 cây đại diện/loài/ô.
• Tính toán các chỉ số quần xã: $$\text{Mật độ tương đối } (a) = 100 \times \frac{n_i}{N}$$ $$\text{Ưu thế tương đối } (b) = 100 \times \frac{g_i}{G}$$ $$\text{Tần suất tương đối } (c) = 100 \times \frac{f_i}{F}$$ $$\text{Giá trị quan trọng } (IV) = a + b + c$$
• Đề xuất loài cây triển vọng dựa trên thang điểm tổng hợp 100 điểm với 5 tiêu chí: (1) Ưu thế sinh thái $IV$ (tối đa 50 điểm), (2) Khả năng phòng hộ tán lá (tối đa 15 điểm), (3) Tốc độ sinh trưởng (tối đa 10 điểm), (4) Nguồn giống tại chỗ (tối đa 15 điểm), (5) Hiểu biết kỹ thuật gây trồng (tối đa 10 điểm). Các loài đạt tổng điểm trên 50 được chọn đưa vào thử nghiệm.

Phương pháp khảo sát lập địa và hải văn:

• Theo dõi mực nước triều bằng cột đo thủy triều liên tục 12 tháng (tháng 1–12/2011) để phân chia 5 lớp ngập triều ($L_1$ đến $L_5$).
• Thu mẫu nước đo độ mặn vào các ngày 5, 15, 25 hàng tháng trong 12 tháng bằng máy khúc xạ kế.
• Đo đếm cấu trúc thể nền trên ô đại diện $1\text{ m}^3$ ($1 \times 1 \times 1\text{ m}$), mô tả mặt cắt ngang và mặt cắt dọc sâu 1 m. Phân loại hạt theo thang Wentworth:

Tên chung	Kích thước hạt	Tỷ lệ thể tích	Tên gọi theo thể nền
Đá tảng	$> 256\text{ mm}$	$\ge 80%$	Đá
Đá cuội	$64 - 256\text{ mm}$	$\ge 80%$	Đá
Sỏi	$8 - 64\text{ mm}$	$\ge 80%$	Sỏi
Sỏi mịn	$4 - 8\text{ mm}$	$\ge 80%$	Sỏi
Cát trung bình	$0,25 - 2\text{ mm}$	$\ge 80%$	Cát
Cát mịn	$62,5 - 250\ \mu\text{m}$	$\ge 80%$	Cát
Bùn (bột)	$3,9 - 62,5\ \mu\text{m}$	$\ge 80%$	Thịt
Hạt sét	$< 3,9\ \mu\text{m}$	$\ge 80%$	Sét
Hệ keo	$< 1\ \mu\text{m}$	$\ge 80%$	Sét

• Lấy mẫu đất tại 2 tầng (0–10 cm và 40–50 cm). Phân tích thành phần cấp hạt theo phương pháp Robinson; mùn tổng số theo Chiurin; đạm tổng số ($N%$) theo Kjeldahl; lân dễ tiêu ($P_2O_5%$) theo Oniani; kali trao đổi ($K_2O%$) theo Maslova; pH đo bằng máy đo pH meter; độ mặn ($S%$) đo bằng máy khúc xạ kế. Phân tích tại phòng thí nghiệm Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ.

Phương pháp thí nghiệm gieo ươm và kỹ thuật trồng rừng:

• Thí nghiệm gieo ươm: Đánh giá 4 công thức ruột bầu với 3 lần lặp lại, 30 cây/loài/công thức, theo dõi trong 9 tháng (3, 6, 9 tháng):
  • Đối chứng (ĐC): 100% cát, vụn san hô tại chỗ.
  • Công thức 1: 75% cát, vụn san hô + 15% bùn rừng ngập mặn + 10% phân vi sinh.
  • Công thức 2: 59% cát, vụn san hô + 30% bùn rừng ngập mặn + 10% phân vi sinh + 1% NPK (20:20:15).
  • Công thức 3: 39% cát, vụn san hô + 50% bùn rừng ngập mặn + 10% phân vi sinh + 1% NPK (20:20:15).
• Thí nghiệm trồng rừng ngoài thực địa: Bố trí theo khối ngẫu nhiên hai nhân tố kiểu ô phụ lồng trong ô chính (Split-plot design), 3 lần lặp lại, diện tích mỗi ô tiêu chuẩn định vị theo dõi là $100\text{ m}^2$/lặp/công thức. Các thí nghiệm bao gồm:
  1. Thử nghiệm dạng lập địa (3.000 $\text{m}^2$): Lô chính (Đá, Sỏi, San hô) $\times$ Lô phụ (5 loài: Dà vôi, Đưng, Đâng, Sú đỏ, Đước).
  2. Thử nghiệm trồng trực tiếp trụ mầm (3.000 $\text{m}^2$): Lô chính ($V_1$: trồng trực tiếp xếp đá làm giá đỡ; $V_2$: đào hố bổ sung ruột bầu; $V_3$: đóng cọc gỗ cao 40–80 cm sâu 40–50 cm buộc cố định) $\times$ Lô phụ (4 loài: Dà vôi, Đưng, Đâng, Đước).
  3. Thử nghiệm phương thức trồng (3.000 $\text{m}^2$): Lô chính ($PT_1$: hỗn giao theo hàng cách nhau 3 m; $PT_2$: hỗn loài theo cụm 12 cây cách nhau $5 \times 5\text{ m}$; $PT_3$: hỗn loài theo đám cách nhau $10 \times 10\text{ m}$) $\times$ Lô phụ (5 loài: Dà vôi, Đưng, Đâng, Sú đỏ, Đước).
  4. Thử nghiệm mật độ trồng (3.600 $\text{m}^2$): Lô chính ($N_1$: 2.500 cây/ha - 2 cây/cụm; $N_2$: 3.750 cây/ha - 3 cây/cụm; $N_3$: 5.000 cây/ha - 4 cây/cụm) $\times$ Lô phụ (3 loài: Mắm biển, Đưng, Đâng).
  5. Thử nghiệm tuổi cây con (3.000 $\text{m}^2$): Lô chính ($T_1$: 6 tháng tuổi; $T_2$: 12 tháng tuổi; $T_3$: 24 tháng tuổi) $\times$ Lô phụ (3 loài: Mắm biển, Đưng, Đâng).
  6. Thử nghiệm giải pháp bảo vệ chắn sóng (4.000 $\text{m}^2$): Lô chính ($BV_1$: bờ đá song song bờ biển cao 1,2 m, chân rộng 3 m, mặt rộng 1,2 m, dài 36 m; $BV_2$: 2 bờ đá vuông góc bờ biển dài 30 m cách nhau 36 m; $BV_3$: cọc trụ gỗ đường kính $> 3,5\text{ cm}$, dài 1,5 m chôn sâu 60–70 cm; $BV_4$: đối chứng đào hố trồng thường) $\times$ Lô phụ (3 loài: Mắm biển, Đưng, Đâng).
• Thu thập và xử lý số liệu: Đo tỷ lệ sống, đường kính gốc ($D_0$) và chiều cao ($H$) định kỳ sau 6 tháng, 1 năm, 2 năm và 3 năm (vào tháng 9–10). Xử lý dữ liệu bằng phần mềm Statgraphics Centurion XV-II và Excel; phân tích phương sai (ANOVA) hai nhân tố và kiểm định sai biệt có ý nghĩa nhỏ nhất (LSD).

Nội dung chính theo từng chương

Phần mở đầu

Trình bày cơ sở khoa học, tính cấp thiết của việc gây trồng rừng chắn sóng bảo vệ đảo ven bờ phía Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu và an ninh biển đảo. Nêu rõ mục tiêu, đối tượng, 5 giới hạn nghiên cứu cụ thể, ý nghĩa khoa học, giá trị thực tiễn và bố cục 140 trang của luận án (gồm 55 bảng số liệu, 39 hình ảnh).

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Hệ thống hóa toàn diện các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế về 5 chủ đề: phân loại thành phần loài và phân bố; đặc điểm lập địa đảo san

Trích đoạn nội dung tài liệu

Phần mở đầu. - Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu. - Chƣơng 2: Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu. - Chƣơng 3: Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu.

- Chƣơng 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận. - Kết luận, tồn tại và kiến nghị. 5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu trên thế giới 1.1 Về thành phần loài và phân bố Khái niệm về rừng ngập mặn (RNM) đã đƣợc nhiều tác giả đề cập, đáng chú ý là Tomlison P.B (1986) [109] cho rằng RNM là nơi mà các thực vật thân gỗ sinh trƣởng và phát triển ở vùng chuyển tiếp giữa đất liền và biển ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới nơi chúng có thể tồn tại trong điều kiện độ mặn cao, triều cƣờng, sóng lớn, nhiệt độ cao, trên đất bùn & đất thiếu khí. Các loài cây ngập mặn có thể đƣợc phân chia thành 2 nhóm là cây ngập mặn thực thụ (true mangroves) và cây ngập mặn tham gia (mangrove associates), cây ngập mặn thực thụ là cây thích hợp với môi trƣờng ngập mặn mà không phân bố mở rộng ra các quần xã thực vật vùng ven biển khác, cây tham gia rừng ngập mặn là cây đƣợc tìm thấy trong môi trƣờng ven biển và cũng tìm thấy trong môi trƣờng ngập mặn.

Mặc dù các khái niệm nêu trên đƣợc nhiều ngƣời thừa nhận; tuy nhiên, cũng có các ý kiến khác nhau về số lƣợng loài thực vật rừng ngập mặn, điều đó phụ thuộc vào quan niệm và định nghĩa áp dụng cho các vùng sinh cảnh khác nhau trên thế giới. Phần lớn những cây gỗ và cây bụi trên thế giới đều đƣợc liệt kê bởi Seanger và cs (1983) [97]. Hơn nữa, những thông tin về cá thể, loài và đặc điểm xác định chúng đã đƣợc đề cập đến bởi Chapman (1976), Tomlinson (1986), Watson (1928) [60, 109, 116] và những hƣớng dẫn ngoài thực địa bởi Aksornkoae et al (1992) [49]. Theo Giesen và Wulffrraat (1998) [75] thì Indonesia là nƣớc có đa dạng nhất về thực vật rừng ngập mặn với 45 loài trong tổng số 60 loài cây chính thức ngập mặn (Saenger et al.

Tuy nhiên, có rất ít thông tin về cấu trúc rừng ngập mặn đƣợc đề cập (Cintron và Schaeffer, Novelli, 1984) [57] do thƣc vật rừng ngập mặn bị tác động của rất nhiều yếu tố nhƣ thuỷ triều, các chất dinh dƣỡng, lƣợng mƣa … dẫn đến đặc điểm câú trúc cũng thay đổi theo từng vùng và từng dịa phƣơng khác nhau. Về đặc điểm phân bố RNM Rừng ngập mặn phân bố trên vùng ven biển nhiệt đới và á nhiệt đới trong khoảng 30o vĩ Bắc đến 30o vĩ tuyến Nam, nhƣng chúng phát triển tập trung nhiều nhất ở 10o vĩ tuyến Bắc đến 10o vĩ tuyến Nam (Twilley et al, 1992) [111]. 6 Diện tích RNM hiện nay trên thế giới có khoảng hơn 16 -17 triệu ha (Field, 1996) [72]. Theo Spalding và cs (1997) và Spalding (2004) [105, 106] thì rừng ngập mặn phân bố ở 114 quốc gia và vùng lãnh thổ, với tổng diện tích RNM trên toàn thế giới khoảng 181.000 km2 và đƣợc phân bố theo 5 vùng địa lý khác nhau.

Tuy nhiên, Duke (1992) [67] lại cho rằng phân bố RNM đƣợc chia thành 6 vùng địa lý khác nhau đó là: (1) Tây châu Mỹ, (2) Đông châu Mỹ, (3) Tây Phi, (4) Đông Phi, (5) In do- Malesia và (6) Úc.2 Nghiên cứu về lập địa và phân chia lập địa Về các đảo san hô Đảo san hô đƣợc tạo ra từ quá trình nhô cao của các vành cát và đá carbonate, xung quanh đƣợc bao bọc bởi các vỉa san hồ ngầm và tạo ra một dạng đầm phá (lagoon) (Solomon & Forbes, 1999;Woodroffe, 2008) [103, 119].