Nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở các vùng ven biển Việt Nam

Nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn tại các vùng ven biển Việt Nam, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

• Tác giả: Nguyễn Tiến Hải
• Người hướng dẫn: PGS. Vương Văn Quỳnh
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Khoa Học Lâm Nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở một số vùng ven biển Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Trên thế giới
• 1.2. Ở Việt Nam
• 1.2.1. Những nghiên cứu về sinh thái rừng ngập mặn
• 1.2.2. Những nghiên cứu về tác dụng phòng hộ của RNM

Tóm tắt

I. Tổng quan về khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn tại Việt Nam

Rừng ngập mặn tại Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bờ biển khỏi sóng và lũ lụt. Với hơn 3000 km bờ biển, Việt Nam thường xuyên phải đối mặt với các hiện tượng thời tiết cực đoan. Nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn hỗ trợ phát triển kinh tế bền vững.

1.1. Đặc điểm sinh thái của rừng ngập mặn tại Việt Nam

Rừng ngập mặn tại Việt Nam có sự đa dạng sinh học cao, với nhiều loài thực vật và động vật. Các yếu tố như độ mặn, độ ngập nước và loại đất ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của rừng. Nghiên cứu cho thấy rằng rừng ngập mặn có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ sinh thái quan trọng.

1.2. Vai trò của rừng ngập mặn trong bảo vệ bờ biển

Rừng ngập mặn hoạt động như một lá chắn tự nhiên, giúp giảm thiểu tác động của sóng và lũ lụt. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng rừng ngập mặn có thể giảm chiều cao sóng lên đến 88% trong các trận bão lớn, bảo vệ các khu vực ven biển khỏi thiệt hại nghiêm trọng.

II. Thách thức trong việc bảo vệ rừng ngập mặn tại Việt Nam

Mặc dù rừng ngập mặn có vai trò quan trọng, nhưng hiện nay chúng đang phải đối mặt với nhiều thách thức. Sự phát triển đô thị hóa, khai thác tài nguyên và biến đổi khí hậu đang đe dọa đến diện tích và chất lượng của rừng ngập mặn.

2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến rừng ngập mặn

Biến đổi khí hậu gây ra sự gia tăng mực nước biển và tần suất bão, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rừng ngập mặn. Nghiên cứu cho thấy rằng các khu vực rừng ngập mặn có thể bị xói mòn và mất đi diện tích do tác động của sóng và nước biển dâng.

2.2. Khai thác tài nguyên và đô thị hóa

Khai thác tài nguyên và phát triển đô thị đã dẫn đến việc giảm diện tích rừng ngập mặn. Nhiều khu vực rừng đã bị chuyển đổi thành đất nông nghiệp hoặc khu dân cư, làm giảm khả năng chắn sóng và bảo vệ môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn

Nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn thường sử dụng các phương pháp thực nghiệm và mô hình hóa. Các nghiên cứu này giúp đánh giá hiệu quả của rừng trong việc giảm thiểu tác động của sóng và lũ lụt.

3.1. Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu

Các nghiên cứu thực nghiệm thường được thực hiện bằng cách đo chiều cao sóng trước và sau khi đi qua rừng ngập mặn. Kết quả cho thấy rằng rừng ngập mặn có thể làm giảm đáng kể chiều cao sóng, bảo vệ các khu vực ven biển.

3.2. Mô hình hóa tác động của rừng ngập mặn

Mô hình hóa giúp dự đoán tác động của rừng ngập mặn trong các tình huống khác nhau. Các mô hình này có thể sử dụng để đánh giá hiệu quả của các biện pháp bảo vệ bờ biển và lập kế hoạch quản lý tài nguyên.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu rừng ngập mặn

Kết quả nghiên cứu về khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn có thể được áp dụng trong quản lý tài nguyên ven biển. Việc bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn hỗ trợ phát triển kinh tế bền vững.

4.1. Chính sách bảo vệ rừng ngập mặn

Các chính sách bảo vệ rừng ngập mặn cần được xây dựng và thực hiện một cách đồng bộ. Việc quy hoạch và quản lý rừng ngập mặn sẽ giúp bảo vệ các khu vực ven biển khỏi tác động của sóng và lũ lụt.

4.2. Giá trị kinh tế của rừng ngập mặn

Rừng ngập mặn không chỉ có giá trị sinh thái mà còn có giá trị kinh tế cao. Chúng cung cấp nguồn lợi từ thủy sản và gỗ, đồng thời tạo ra các dịch vụ sinh thái quan trọng cho cộng đồng.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu rừng ngập mặn

Nghiên cứu khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn tại Việt Nam là cần thiết để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Cần có những giải pháp đồng bộ để bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn, đảm bảo an toàn cho các khu vực ven biển.

5.1. Tương lai của rừng ngập mặn tại Việt Nam

Tương lai của rừng ngập mặn phụ thuộc vào các chính sách bảo vệ và phát triển bền vững. Cần có sự hợp tác giữa các cơ quan nhà nước, cộng đồng và tổ chức phi chính phủ để bảo vệ rừng ngập mặn.

5.2. Nghiên cứu và phát triển bền vững

Nghiên cứu về rừng ngập mặn cần được tiếp tục để tìm ra các giải pháp hiệu quả hơn trong việc bảo vệ bờ biển. Việc phát triển bền vững sẽ giúp bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống cho cộng đồng ven biển.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hơn 3.260 km bờ biển trải dài dọc theo vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm phải hứng chịu trực tiếp từ 10 đến 15 cơn bão và áp thấp nhiệt đới. Hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu đang làm gia tăng tần suất và cường độ của các đợt sóng mạnh với chiều cao từ 2 m đến trên 4 m, gây xói lở nghiêm trọng thân đê biển, đe dọa trực tiếp đến đời sống dân sinh và hạ tầng kinh tế ven duyên hải. Trong khi các công trình đê kè bê tông kiên cố đòi hỏi chi phí đầu tư hàng nghìn tỷ đồng nhưng dễ bị phá hủy khi gặp sóng quá tải, giải pháp công trình xanh sử dụng rừng ngập mặn đóng vai trò như một hệ thống chắn sóng mềm tự nhiên vô cùng hiệu quả.

Tuy nhiên, trong giai đoạn phát triển kinh tế vừa qua, diện tích rừng ngập mặn tại nhiều địa phương đã suy giảm từ 30% đến 50% do việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất không hợp lý và khai thác quá mức. Tình trạng này bắt nguồn từ việc thiếu vắng các cơ sở dữ liệu định lượng về khả năng tiêu tán sóng và chưa có bộ tiêu chuẩn cấu trúc đai rừng phòng hộ đồng bộ. Luận văn thạc sĩ khoa học lâm nghiệp của tác giả Nguyễn Tiến Hải, dưới sự hướng dẫn khoa học của Phó Giáo sư Vương Văn Quỳnh tại Trường Đại học Lâm nghiệp, tập trung giải quyết yêu cầu cấp bách này.

Nghiên cứu hướng tới mục tiêu làm rõ quy luật suy giảm chiều cao sóng khi lan truyền qua các dải rừng ngập mặn có cấu trúc khác nhau, từ đó xác định bề rộng và mật độ tối ưu nhằm đưa chiều cao sóng sau rừng về ngưỡng an toàn dưới 0,5 m. Phạm vi khảo sát được triển khai trên diện rộng tại các vùng ven biển trọng điểm từ Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình đến Cần Giờ thuộc Thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn, hỗ trợ các nhà quản lý cắt giảm từ 40% đến 60% kinh phí tu bổ đê điều và nâng cao năng lực thích ứng với rủi ro thiên tai ven biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết thủy động lực học sóng ven bờ kết hợp với lý thuyết sinh thái học rừng ngập mặn để phân tích cơ chế tương tác giữa chất lỏng và vật cản sinh học. Mô hình tiêu tán năng lượng sóng được xây dựng dựa trên nguyên lý suy giảm phi tuyến tính của dao động sóng do lực cản ma sát đáy bùn và sự hấp thụ động năng của các bộ phận cây rừng như thân, rễ nơm, rễ thở và tán lá.

Nghiên cứu tập trung vào 4 khái niệm khoa học cốt lõi:

• Chiều cao sóng hiệu dụng trước và sau đai rừng;
• Hệ số suy giảm chiều cao sóng;
• Cấu trúc lâm phần gồm mật độ, đường kính thân, chiều cao vút ngọn, đường kính tán và độ tàn che;
• Tiêu chuẩn đai rừng chắn sóng an toàn cho công trình ven biển.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được kết hợp đồng bộ giữa phương pháp kế thừa tư liệu quan trắc khí tượng thủy văn nhiều năm tại 5 trạm quan trắc quốc gia gồm Quảng Ninh, Hải Phòng, Thanh Hóa, Đà Nẵng, Vũng Tàu và hệ thống số liệu điều tra thực địa ngoại nghiệp chi tiết.

Để đảm bảo tính đại diện và độ chính xác cao, đề tài thiết lập cỡ mẫu gồm 43 ô tiêu chuẩn thực địa, trong đó có 27 ô tiêu chuẩn dưới rừng trồng với diện tích 400 m² (kích thước 20 m x 20 m) và 16 ô tiêu chuẩn dưới các trạng thái thảm thực vật khác có diện tích 100 m². Phương pháp chọn mẫu điển hình vát ngẫu nhiên được áp dụng để khảo sát cấu trúc thực vật của 5 loài cây ngập mặn ưu thế gồm Mắm, Đước, Bần chua, Sú và Trang.

Về đo đạc động lực sóng, nhóm nghiên cứu đã thiết lập 21 tuyến đo sóng vuông góc với đường bờ biển tại 4 tỉnh, thành phố đại diện cho hai miền Nam, Bắc: 4 tuyến tại Yên Hưng (Quảng Ninh), 2 tuyến tại Cát Bà và 5 tuyến tại Tiên Lãng (Hải Phòng), 4 tuyến tại Tiền Hải (Thái Bình) và 6 tuyến tại Cần Giờ (Thành phố Hồ Chí Minh). Trên mỗi tuyến, 7 điểm đo sóng được bố trí cố định với khoảng cách đều 20 m từ mép ngoài đai rừng vào sâu bên trong (từ 0 m đến 120 m). Tổng cộng 113 đợt quan trắc trực tiếp đã được thực hiện bằng hệ thống thước đo khắc vạch chuẩn xác đến 1 cm dưới nhiều cấp độ sóng khác nhau. Dữ liệu sau đó được xử lý bằng phương pháp phân tích thống kê hồi quy đa biến trên phần mềm phân tích dữ liệu chuyên dụng nhằm xác lập hàm tương quan chặt chẽ giữa mức giảm chiều cao sóng và các chỉ số hình thái lâm phần.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu chỉ ra sự phân hóa rõ rệt về đặc điểm cấu trúc lâm học giữa các loài cây và vùng địa lý. Rừng Bần chua đạt kích thước đường kính thân lớn nhất với nhiều cá thể trên 30 cm và đường kính tán rộng. Rừng Đước có ưu thế vượt trội về chiều cao với chiều cao vút ngọn trung bình đạt trên 11 m và chiều cao dưới cành xấp xỉ 5 m, kết hợp cùng hệ thống rễ chống dạng nơm phân nhánh dày đặc. Ngược lại, các lâm phần Sú và Trang có dạng cây bụi thấp dưới 2 m nhưng lại sở hữu mật độ lâm phần rất cao, đạt từ 1.000 cây/ha ở rừng Sú đến 1.300 cây/ha và có nơi lên tới 13.000 cây/ha ở rừng Trang, tạo nên độ tàn che kín từ 80% đến 90%.

Thứ hai, kết quả quan trắc 113 đợt sóng chứng minh hiệu suất làm suy yếu sóng biển vượt trội của rừng ngập mặn. Ngay trong phạm vi 120 m đầu tiên tính từ mép biển, chiều cao sóng đã giảm từ 40% đến 60% tùy thuộc vào trạng thái rừng. Đáng chú ý, tại dải rừng Trang 5 đến 6 tuổi có bề rộng 650 m và dải rừng Bần chua 8 đến 9 tuổi có bề rộng từ 650 m đến 920 m tại vùng ven biển Hải Phòng, chiều cao sóng trong bão khi truyền qua rừng đã suy giảm mạnh mẽ từ 77% đến 88%.

Thứ ba, quy luật giảm sóng tuân theo hàm phi tuyến tính, trong đó mức độ triệt tiêu động năng sóng tỷ lệ thuận với cự ly lan truyền vào sâu trong rừng, mật độ cây và diện tích cản sóng của thân, rễ. Nghiên cứu đã xác lập rằng để giảm các đợt sóng mạnh ngoài biển xuống mức an toàn cho đê biển (dưới 0,5 m), bề rộng đai rừng cần thiết phải đạt từ 600 m đến 1.100 m tùy theo loài cây và giai đoạn tuổi của lâm phần.

Thảo luận kết quả

Khả năng chắn sóng xuất sắc của rừng ngập mặn bắt nguồn từ cơ chế cản trở đa tầng. Năng lượng sóng không chỉ bị tiêu hao bởi lực cản ma sát của nền bùn đáy mà còn liên tục va đập và chuyển hóa thành động năng rung lắc thân cây và hệ thống rễ phức tạp. Rừng Đước tiêu tán năng lượng sóng chủ yếu nhờ mạng lưới rễ nơm chằng chịt ở tầng ngập triều, trong khi rừng Bần và Mắm sử dụng hệ rễ thở mọc dày đặc nhô khỏi mặt bùn kết hợp với thân cây lớn.

Khi đối chiếu với các công trình quốc tế, điển hình như nghiên cứu của Yoshihiro Mazda tại Nhật Bản cho thấy đai rừng ngập mặn 6 năm tuổi rộng 1,5 km có thể giảm chiều cao sóng từ 1,0 m xuống còn 0,05 m (giảm 95%), hay các báo cáo khoa học của Thematic Paper về khả năng làm giảm 0,5 m chiều cao sóng sau mỗi 1 km đai rừng bão, kết quả của luận văn hoàn toàn tương đồng và làm sáng tỏ thêm cơ chế ảnh hưởng của từng yếu tố cấu trúc cụ thể.

Số liệu thực nghiệm trong luận văn có thể được trực quan hóa tối ưu thông qua các biểu đồ phân tán hồi quy đa biến và bảng tra cứu thủy lực, mô tả sự tương quan giữa bề rộng đai rừng (từ 100 m đến 1.200 m) với tỷ lệ phần trăm suy giảm chiều cao sóng, hỗ trợ đắc lực cho công tác tính toán kỹ thuật của ngành đê điều.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các bằng chứng thực nghiệm thu được, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý cụ thể:

1. Quy hoạch và thiết lập đai rừng chắn sóng có bề rộng tối thiểu từ 600 m đến 1.100 m tại các vùng đê điều xung yếu thuộc khu vực duyên hải Bắc Bộ và Nam Bộ. Mục tiêu đến năm 2030 đảm bảo 100% các đoạn đê biển trọng điểm đều có dải đệm rừng ngập mặn phía ngoài với khả năng triệt giảm chiều cao sóng tới chân công trình xuống dưới 0,5 m. Cơ quan chủ trì thực hiện là Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp cùng Ủy ban nhân dân các tỉnh ven biển.

2. Áp dụng kỹ thuật trồng rừng hỗn giao đa tầng loài nhằm tối ưu hóa hệ số cản sóng thủy lực. Cần kết hợp các loài cây tiên phong có thân lớn, rễ sâu như Bần chua, Đước đôi ở vành đai ngoài tiếp sóng, xen kẽ với các loài có mật độ cành nhánh dày đặc như Trang, Sú ở vành đai phía trong, nhằm duy trì độ tàn che lâm phần ổn định trên 85%. Kế hoạch triển khai giai đoạn 2026-2028 do Cục Lâm nghiệp và các Chi cục Kiểm lâm địa phương hướng dẫn.

3. Xây dựng và ban hành Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về tiêu chuẩn thiết kế rừng phòng hộ chắn sóng ven biển. Bộ tiêu chuẩn này phải tích hợp bảng tra cứu quy mô đai rừng dựa trên thông số khí tượng thủy văn cực trị của từng vùng sinh thái. Viện Điều tra, Quy hoạch Rừng cùng các viện nghiên cứu chuyên ngành chịu trách nhiệm hoàn thiện dự thảo trong giai đoạn 2026-2027.

4. Triển khai mô hình đồng quản lý rừng ngập mặn kết hợp sinh kế nuôi trồng thủy sản sinh thái dưới tán rừng cho cộng đồng cư dân địa phương. Đảm bảo tỷ lệ che phủ rừng luôn duy trì trên 90% diện tích bãi bồi, gắn quyền lợi bảo vệ rừng với lợi ích kinh tế bền vững của người dân ven biển từ năm 2026 trở đi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang giá trị học thuật và ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Cơ quan quản lý nhà nước về lâm nghiệp, thủy lợi và phòng chống thiên tai: Cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng và bảng tra cứu kích thước đai rừng chuẩn xác để phê duyệt các dự án quy hoạch phân vùng rừng phòng hộ ven biển và nâng cấp hệ thống đê kè quốc gia.
• Các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Lâm học, Sinh thái môi trường và Thủy văn: Tài liệu cung cấp phương pháp luận chặt chẽ, quy trình thiết lập tuyến đo sóng thực địa và mô hình phân tích hồi quy đa biến giữa sinh trắc rừng và động lực dòng chảy.
• Kỹ sư thiết kế công trình thủy công và hạ tầng ven biển: Giúp tích hợp hiệu quả giải pháp công trình mềm bằng thực vật sinh thái vào các đồ án thiết kế đê biển, giảm thiểu áp lực sóng tác động trực tiếp và hạ giá thành xây dựng từ 20% đến 40%.
• Các tổ chức phi chính phủ và cơ quan phát triển quốc tế: Sử dụng số liệu chứng minh hiệu quả giảm sóng từ 77% đến 88% để xây dựng đề xuất tài trợ cho các dự án trồng rừng ngập mặn thích ứng với biến đổi khí hậu tại khu vực Đông Nam Á.

Câu hỏi thường gặp

Rừng ngập mặn có khả năng làm suy giảm bao nhiêu phần trăm chiều cao sóng biển? Trong điều kiện thực tế, khi sóng đi qua dải rừng ngập mặn có bề rộng từ 650 m đến 920 m (như dải rừng Trang hoặc Bần chua tại Hải Phòng), chiều cao sóng trong các trận bão suy giảm từ 77% đến 88%. Ngay trong 120 m đầu tiên của đai rừng, chiều cao sóng đã giảm từ 40% đến 60% so với ngoài khơi.

Bề rộng tối thiểu của đai rừng ngập mặn cần bao nhiêu để bảo vệ an toàn cho đê biển? Theo tính toán từ phương trình suy giảm sóng của luận văn, để giảm chiều cao các đợt sóng mạnh ngoài biển xuống mức an toàn cho thân đê (chiều cao sóng sau rừng không vượt quá 0,5 m), bề rộng đai rừng ngập mặn cần thiết phải đạt từ 600 m đến 1.100 m tùy theo mật độ và đường kính tán cây.

Loài cây ngập mặn nào có khả năng chắn sóng tốt nhất tại vùng ven biển Việt Nam? Cây Đước và Bần chua thể hiện hiệu quả vượt trội. Đước sở hữu chiều cao vút ngọn trên 11 m cùng hệ thống rễ nơm phân nhánh dày đặc giúp phân tán năng lượng sóng tầng mặt và tầng giữa. Bần chua có đường kính thân lớn trên 30 cm và hệ thống rễ thở mọc dày đặc cản trở hiệu quả dòng triều tầng đáy.

Các yếu tố cấu trúc nào của rừng quyết định trực tiếp đến hiệu quả giảm sóng? Hiệu quả chắn sóng của rừng phụ thuộc trực tiếp vào 5 chỉ tiêu cấu trúc: bề rộng đai rừng, mật độ cá thể trên một hecta, đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m, đường kính tán lá và độ tàn che của lâm phần. Các chỉ số này càng cao thì lực cản ma sát và năng lượng tiêu tán sóng càng lớn.

Tại sao rừng ngập mặn được đánh giá là giải pháp chắn sóng ưu việt hơn đê bê tông cứng? Rừng ngập mặn đóng vai trò tấm chắn mềm giúp tiêu tán năng lượng sóng dần dần mà không tạo ra các phản xạ sóng nguy hiểm, đồng thời có chi phí trồng và bảo dưỡng rẻ hơn từ 3 đến 5 lần so với xây kè cứng, đồng thời giúp bồi tụ phù sa và duy trì đa dạng sinh học ven biển.

Kết luận

• Luận văn đã định lượng hóa chính xác quy luật suy giảm chiều cao sóng biển khi truyền qua các trạng thái rừng ngập mặn tại 4 tỉnh duyên hải trọng điểm của Việt Nam.
• Xác lập bằng chứng khoa học cho thấy các đai rừng ngập mặn trưởng thành có khả năng triệt tiêu từ 77% đến 88% năng lượng sóng trong bão, bảo vệ an toàn cho vùng bờ.
• Đã xây dựng thành công bộ thông số tiêu chuẩn về cấu trúc lâm phần và bề rộng đai rừng chắn sóng tối ưu dao động từ 600 m đến 1.100 m để duy trì sóng sau rừng dưới 0,5 m.
• Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho việc hoàn thiện Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về rừng phòng hộ ven biển và định hình các dự án phục hồi sinh thái giai đoạn 2026-2030.
• Các nhà quản lý đê điều, kỹ sư công trình thủy lợi và các viện nghiên cứu lâm nghiệp cần nhanh chóng ứng dụng bộ công cụ tính toán từ luận văn này vào quy hoạch thực tiễn để nâng cao khả năng chống chịu thiên tai cho dải ven biển Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới Nghiên cứu về rừng ngập mặn và hiệu quả chắn sóng của các dải rừng ngập mặn. Rừng ngập mặn là tên chung của những dải rừng ven biển bị ngập thường xuyên hoặc định kỳ bởi thuỷ triều. Với diện tích rộng, sinh khối lớn, tổ thành đa dạng và đặc biệt là phân bố ở nơi “đầu sóng ngọn gió” rừng ngập mặn được xem là đối tượng có giá trị kinh tế và sinh thái to lớn.

Nó có khả năng cung cấp gỗ củi và nhiều loại hải sản giá trị, có khả năng cố định bùn cát, chắn gió, chắn sóng bảo vệ các nhà cửa, đồng ruộng và những công trình kinh tế văn hoá ven bờ, góp phần quan trọng vào bảo vệ môi trường sống của con người và thiên nhiên nói chung ở nhiều vùng duyên hải. Với ý nghĩa kinh tế và sinh thái to lớn rừng ngập mặn đã trở thành đối tượng nghiên cứu của nhiều tác giả. Đến cuối thế kỷ XX các nghiên cứu đã được thực hiện ở hầu hết các quốc gia có RNM. Chúng tập trung vào ba lĩnh vực chính: (1) - sự hình thành đặc điểm cấu trúc và sinh thái RNM, (2)- giá trị kinh tế và sử dụng RNM, và (3)- vấn đề kinh tế xã hội và chính sách cho quản lý RNM.

Các nghiên cứu về RNM thường dành một phần hoặc toàn bộ vào sự hình thành cấu trúc và sinh thái rừng. Những vấn đề được hàng trăm tác giả quan tâm đến là điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, thủy văn, đặc điểm tổ thành, quá trình tái sinh, diễn thế, sinh trưởng, phát triển, năng suất sinh học v.v… Phân tích kết quả nghiên cứu của các tác giả cho phép đi đến một số kết luận sau: - Rừng ngập mặn trên thế giới có khoảng 18.700 ha, phân bố trong phạm vi rộng ở các vùng biển ấm. Vị trí xa nhất của RNM ở Bắc bán cầu là vịnh Agaba thuộc Hồng Hải (300B) và Nam Nhật Bản (320B); ở Nam bán LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -4- cầu là Nam Autralia (380N), đảo Chatham và phía Tây New Zeyland (440N) (Walter,1971; Blasco F. - Rừng ngập mặn phân bố chủ yếu ở vùng có khí hậu ấm và mưa nhiều.

Mặc dù có thể tồn tại ở những vùng nhiệt độ tháng lạnh nhất xuống đến 100C, song thuận lợi nhất cho phát triển rừng ngập mặn vẫn là những vùng nhiệt độ trung bình từ 200C trở lên và lượng mưa trên 1000 mm/năm (Larsson J. - Đất RNM có nguồn gốc là phù sa lắng đọng ở nơi dòng nước yếu. Lớp trên cùng của trầm tích là bùn và sét, phần dưới đã bắt đầu cứng chặt. Đất RNM thường chứa nhiều chất dinh dưỡng do nước triều mang đến nhưng rất thiếu oxy.

Dưới rừng ngập mặn có quá trình tích lũy liên tục thực vật gẫy đổ do già cỗi của nhiều thế hệ. Chúng lẫn trong đất tạo nên những tầng sinh phèn dưới mặt đất làm cho lượng phèn tiềm tàng luôn ở mức cao. Hoạt động thủy triều hàng ngày làm cho đất có độ mặn trung bình khoảng 15/oo - 25/oo. Tính chất lý, hóa học của đất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc của phù sa và trầm tích (Sammut J.

- Nước triều là nhân tố tác động lớn nhất đến sự phân bố của cây RNM. Ở đâu có nước triều vào sâu trong các cửa sông thì RNM cũng phân bố sâu trong nội địa. Dòng nước ngọt do các sông, rạch đổ ra làm loãng độ mặn của nước biển, phù hợp với sự phát triển của nhiều loài trong từng giai đoạn sống nhất định của RNM. - Danh lục thực vật của RNM thế giới với số loài dao động từ 50 đến 75 loài (Logo và Snedaker, 1974; Saenger và các cộng sự, 1983; Blasco, 1984).

Các chi thực vật phổ biến nhất ở RNM thuộc các chi Mắm, Đước, Vẹt, Dà, Giá và Bần. RNM là nơi cư trú của hàng chục loài thú, hơn 200 loài chim, LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -5- nhiều loài cá tôm và động vật nhuyễn thể. Tuy nhiên, do điều kiện ngập nước và độ mặn cao nên tổ thành RNM thường đơn giản, hiện tượng ưu thế loài thường rất rõ với cấu trúc phổ biến là một tầng cây gỗ. Có rất ít các loài cây bụi và cây thân cỏ dưới rừng ngập mặn.

- Quá trình tái sinh dưới RNM là tái sinh lỗ trống hoặc tái sinh vệt. Phần lớn cây RNM là loài ưa sáng mạnh, nên chúng chỉ thực sự tái sinh được ở những ô trống do cây rừng gãy đổ tạo ra hoặc nơi bãi bồi bên ngoài (Phan Nguyên Hồng, 1995; Turner, R. - Phù hợp với quá trình biến đổi của bãi bồi là một chuỗi gần như có thứ tự của các quần xã RNM thay thế nhau, bắt đầu từ các quần xã tiên phong như Mắm thuần loài, Mắm và Đước, Đước chiếm ưu thế đến các quần xã ổn định hơn như Đước thuần loài, Đước hỗn giao với Đưng hoặc Vẹt, Đước hỗn giao với Vẹt, Vẹt thuần loại, hỗn giao Ô rô, Giá, Bần, Cóc, Chà là hỗn giao cây RNM và cây xâm nhập v. - Ở vùng nhiệt đới nóng ẩm và trên phù sa màu mỡ cây RNM thường lớn nhanh và đạt kích thước to lớn tới vài chục met, trữ lượng rừng lên tới hàng trăm m3/ha.

Ngược lại ở những vùng Á nhiệt đới, trên đất xấu RNM thường có dạng trảng cây bụi với chiều cao cây rừng giới hạn ở mức một vài mét và tổng sinh khối không vượt quá 50 tấn/ha. Tốc độ sinh trưởng cây rừng ngập mặn trong những năm đầu thường tăng lên, đến khoảng năm thứ 10 - 15 tăng trưởng ổn định và lại bắt đầu giảm dần. Vào khoảng 35 - 40 tuổi cây rừng chuyển sang tuổi thành thục tự nhiên, kích thước cây rừng không tăng nữa và nó bắt đầu già cỗi, gẫy đổ (Phan Nguyên Hồng, 1987; Lee,S. Nghiên cứu về khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -6- Trong hầu hết các công trình nghiên cứu về RNM đều đề cập tới vai trò phòng hộ bảo vệ môi trường, trong đó có vai trò chắn sóng biển của RNM.

Gayathri Sriskanthan (1994) đã khẳng định giống như các bãi trầm tích, RNM có vai trò như đê chắn sóng của rạn san hô và làm phân tán năng lượng và độ lớn sóng biển. Chúng góp phần quan trọng trong việc duy trì tính toàn vẹn của dải ven biển (Phan Nguyên Hồng, 2004). Bretchneider và Reid đã nghiên cứu sự giảm sóng do ma sát nền đáy ở vùng không có thảm thực vật ngập mặn và nhận thấy rằng tại vùng nước sâu không có thảm thực vật rừng ma sát nền không làm giảm chiều cao sóng (Herbich, 2000). Trước đây các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào khả năng của rừng ngập mặn chắn sóng tạo bởi gió và thủy triều.

Còn khả năng chắn sóng thần chủ yếu được tiến hành trong những năm gần đây sau trận sóng thần gây thiệt hại kinh hoàng ở Ấn Độ và nhiều nước Đông nam Á năm 2003 (Latief H. Yoshihiro Mazda và cộng sự (1997) đã nghiên cứu tác dụng làm giảm chiều cao của sóng biển khi đi sâu vào các đai rừng. Tác giả chỉ ra với RNM 6 năm tuổi với chiều dài đai rừng 1,5km có thể làm giảm chiều cao sóng từ 1m ở ngoài biển còn 0,05m khi vào đến bờ. Còn khi nghiên cứu tác dụng của rừng ngập mặn trong việc chống lại sóng thần, tác giả đã đưa ra kết luận là tác động của thủy lực của sóng thần lên những khu rừng ngập mặn không thể tính toán bằng các phương pháp nội suy từ thủy triều và sóng biển (Yoshihiro Mazda và cộng sự, 2005).

Các tác giả đã đưa ra những yêu cầu về đường kính bình quân cây rừng ở vị trí ngang ngực (D1.3) và bề rộng đai rừng W đối với những sóng thần có chiều cao (H) khác nhau (số ở bảng 2. Một số chỉ tiêu cơ bản về sóng thần LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -7- Chiều cao sóng thần (H), m 3 4.5 6 7 10 Đường kính tối thiểu 10 35 100 (D1.3), cm Bề rộng tối thiểu của đai 20 100 rừng, (W), m Việc nghiên cứu các mô hình lý thuyết đã cho thấy tham số hệ số độ nhám bề mặt của rừng được dùng để tạo mô hình hoá tác dụng của rừng có thể được ước lượng từ các cuộc khảo sát hoặc các hình ảnh số về lớp thảm thực vật. Thông tin này sau đó có thể được sử dụng để tạo mô hình và dự báo những tác động của các đợt sóng thần tương lai. Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy sóng thần cũng như sự ngập úng giảm đi mỗi khi mật độ của rừng tăng lên.

Kandasamy Kathiresan, Narayanasamy Rajendran (2005) đã nghiên cứu "Vai trò của rừng ngập mặn ven biển trong việc giảm tác hại của sóng thần" tại dọc bờ biển Parangippettai, bang Tamil Nadu, Ấn Độ đã khẳng định sóng thần ít gây tổn hại về tài sản và sinh mạng cho những vùng có RNM. Harada và cộng sự (2000) đã làm thí nghiệm thủy lực nghiên cứu khả năng làm giảm tác động của sóng thần bởi nhiều mô hình khác nhau: rừng ngập mặn, rừng ven biển, các khối chắn sóng, đá, nhà chắn sóng và kết luận rằng rừng ngập mặn có tác dụng như những bức tường bê tông trong việc làm giảm tác động của sóng thần, ngăn chặn sự phá hủy nhà cửa ở phía sau rừng. & Hadi S (2007) cho thấy có 4 cách thức mà rừng ngập mặn làm giảm thiệt hại của sóng thần. (1)- ngăn giữ sự trôi dạt của các loại gỗ củi, LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] -8- thuyền bè và các vật nổi - những thứ có thể gây tổn hại tới các công trình trong quá trình trôi dạt.

(2)- giảm vận tốc dòng chảy, vì vậy giảm độ sâu mực nước ngập do sóng gây lên. (3)- cung cấp một mạng lưới che đỡ cho những người bị sóng thần cuốn trôi. (4)- tích luỹ cát và tạo các dụn cát có tác dụng như những vật cản trở sóng thần. Tuy nhiên, khả năng bảo vệ của rừng ngập mặn có thể biến đổi nhiều phụ thuộc vào kích thước của cây, mật độ và chiều sâu của rừng, một số mảnh rừng nhỏ sẽ có thể có tác dụng rất thấp hoặc không có tác dụng phòng hộ gì.

Trong trường hợp sóng thần quá lớn thì rừng có thể không có tác dụng gì, thậm chí nó còn tăng sự tổn hại do các cây rừng bị đổ và bật rễ lên, sau đó bị cuốn trôi vào phía lục địa. Thematic paper (2006) đã tổng kết những nghiên cứu về khả năng của rừng ngập mặn chắn sóng biển do bão.