ĐẶT VẤN ĐỀ Theo định nghĩa của Báo cáo Đánh giá Hệ sinh thái Thiên niên kỷ (Millennium Ecosystem Assessment, 2005, p. v) “Những lợi ích con người đạt được từ các hệ sinh thái, bao gồm dịch vụ cung cấp như thức ăn và nước; các dịch vụ điều tiết như điều tiết lũ lụt, hạn hán; các dịch vụ hỗ trợ như hình thành đất và chu trình dinh dưỡng; và các dịch vụ văn hóa như giải trí, tinh thần, tín ngưỡng và các lợi ích phi vật chất khác”. Giống như bất kỳ hệ sinh thái nào, hệ sinh thái rừng ngập mặn (RNM) có 4 chức năng cơ bản: chức năng cung cấp, điều tiết, văn hóa và hỗ trợ. Trong đó, các chức năng hỗ trợ và chức năng điều tiết là quan trọng hơn cả.
Ngoài khả năng chắn sóng, bảo vệ đê biển và bảo vệ cuộc sống người dân khỏi thiên tai bão lũ thì bộ rễ chùm đặc biệt của RNM như “chiếc bẫy” tự nhiên lưu giữ phù sa và các chất gây ô nhiễm từ lục địa mang ra biển, giúp mở rộng diện tích đất liền và giảm thiểu ô nhiễm môi trường các hệ sinh thái biển. Hải Phòng là thành phố ven biển nằm trong vùng hạ lưu của hệ thống sông Thái Bình. Từ năm 1990 đến cuối năm 2014, diện tích rừng ngập mặn của thành phố đã tăng từ 293 ha [23] lên hơn 5200 ha [24], nhờ đó mà diện tích các bãi bồi tụ cũng tăng theo nhanh chóng. Với sự biến động khá nhanh về diện tích RNM thành phố Hải Phòng nói chung và khu vực quận Đồ Sơn nói riêng, việc phát triển phương pháp sử dụng ảnh vệ tinh để thành lập bản đồ hiện trạng về diện tích và phân bố thực vật, từ đó làm căn cứ để nghiên cứu vai trò, chức năng của RNM là nhiệm vụ cần thiết.
Hiện nay, GIS - Viễn thám được ứng dụng hiệu quả trong công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường, quy hoạch, bảo vệ môi trường phát triển bền vững. Tuy nhiên, các đề tài trong nước nghiên cứu về rừng ngập mặn chủ yếu đề cập tới khả năng chắn sóng, tính toán lượng sinh khối cacbon tích trữ hay biến động của rừng ngập mặn qua các năm, còn về khả năng lưu giữ phù sa, chất bồi tụ của rừng ngập mặn vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là ở các loài khác nhau với các đặc điểm hình thái, sinh lý khác nhau thì sự khác biệt về khả năng lưu giữ phù sa vẫn chưa có con số so sánh cụ thể. 1 R là ngôn ngữ sử dụng cho phân tích thống kê và đồ thị. Về bản chất, R là ngôn ngữ máy tính đa năng, có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, từ tính toán đơn giản, tính toán ma trận, đến các phân tích thống kê phức tạp.
Hiện nay, với những tính năng không hề thua kém bất kỳ phần mềm thương mại nào trên thị trường, R là ngôn ngữ được sử dụng rất phổ biến trong rất nhiều các lĩnh vực nghiên cứu từ y khoa thống kê, kinh tế lượng cho tới các lĩnh vực môi trường. Từ những lý do trên, việc ứng dụng Viễn thám và GIS trong việc xây dựng bản đồ phân bố thực vật, từ đó, ứng dụng ngôn ngữ R để thực hiện các phép toán của các hàm đa biến số và thể hiện mối quan hệ của các biến số dưới dạng các mô hình một cách trực quan nhất, đồng thời, đưa ra số liệu cụ thể về khả năng lưu giữ phù sa - chất bồi tụ nhằm đề xuất các biện pháp giúp nâng cao khả năng lưu giữ phù sa của RNM có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn. Từ những lý do trên, nên trong phạm vi nghiên cứu, khóa luận tốt nghiệp này sẽ tập trung vào việc: “Nghiên cứu khả năng lưu giữ lượng phù sa của rừng ngập mặn ven biển quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng”. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp giúp cải thiện lượng phù sa được lưu giữ tại khu vực cửa sông quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng.
2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Hệ sinh thái rừng ngập mặn 1. Khái niệm hệ sinh thái rừng ngập mặn Rừng ngập mặn là một loại rừng đặc biệt ở vùng cửa sông, ven biển của các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới. Trong rừng ngập mặn chỉ có một số loài cây sống được, đó là các cây thân gỗ, thân bụi được gọi là cây ngập mặn.
Cây ngập mặn sinh trưởng và phát triển tốt trên các bãi bùn lầy ngập nước biển, nước lợ có thủy triều lên xuống hàng ngày, khác với cây rừng trong đất liền và cây nông nghiệp chỉ sống ở nơi có nước ngọt. Chức năng hệ sinh thái rừng ngập mặn Rừng ngập mặn không chỉ có vai trò rất quan trọng trong duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường mà còn đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho con người. Chức năng kinh tế : - Cung cấp các sản phẩm lâm nghiệp, các loài hải sản, lưu trữ nguồn gen. Chức năng điều hòa: - Làm chậm tốc độ dòng chảy.
- Làm giảm mạnh độ cao của sóng, từ đó làm giảm thiệt hại do bão, sóng thần. - Hạn chế xâm nhập mặn và bảo vệ nước ngầm. - Hấp thụ CO2, giúp điều hòa khí hậu. - Bộ máy lọc sinh học, giảm thiểu ô nhiễm.
- Bảo vệ san hô, cỏ biển khỏi các tác nhân ô nhiễm được đưa ra từ đất liền. Chức năng sinh học - Lưu giữ phù sa, từ đó mở rộng diện tích đất bồi. - Tuần hoàn chất dinh dưỡng. 3 - Sản xuất sơ cấp.
- Lưu giữ nguồn gen, tạo nên đa dạng sinh học về giống loài động thực vật. Chức năng văn hóa Rừng ngập mặn không chỉ hấp dẫn các nhà nghiên cứu thực vật, động vật, thổ nhưỡng, sinh thái, môi trường, mà còn là địa điểm du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng lý tưởng, gần gũi thiên nhiên thu hút đông đảo khách du lịch trong và ngoài nước.3 Sự phân bố rừng ngập mặn trên thế giới và Việt Nam 1. Phân bố rừng ngập mặn trên thế giới Tính đến năm 2010, Rừng ngập mặn trên thế giới chiếm khoảng 12,3% diện tích bề mặt Trái Đất (tương đương 137.760 km2) và phân bố ở 118 quốc gia và vùng lãnh thổ. Nhiều nhất ở Châu Á với diện tích rừng ngập mặn là 41%, tiếp đến là Châu Phi (21%), Bắc và Trung Mỹ (15%), Châu Đại Dương (12%) và ở Nam Mỹ (11%) [17].
Tổng diện tích khoảng 11–18 triệu ha với khoảng 70 loài cây rừng ngập mặn trên thế giới với các kích thước khác nhau, chiều cao từ 1,5 – 50 m. (Trung tâm nghiên cứu quản lý và phát triển vùng duyên hải) Phân bố rừng ngập mặn trên thế giới 12% 11% 41% Châu Á Châu Phi 15% Bắc & Trung Mỹ Nam Mỹ 21% Châu Đại Dương Hình 1. Biểu đồ phân bố rừng ngập mặn trên thế giới tính đến năm 2010. Phân bố rừng ngập mặn tại Việt Nam Việt Nam có 29 tỉnh thành phố có rừng và đất ngập mặn ven biển, từ Bắc vào Nam chia thành 4 khu vực chính: 1.
Từ Đồ Sơn đến Lạch Trường (Thanh Hóa), 3. Từ Lạch Trường đến Vũng Tàu, 4. Từ Vũng Tàu đến Hà Tiên. Trong đó, RNM phân bố và phát triển mạnh nhất ở phía Nam, đặc biệt là vùng Cà Mau – đồng bằng sông Cửu Long, quần thể RNM ở phía Bắc thấp và nhỏ hơn.
Tính đến năm 2001, cả nước có khoảng trên 155.290 ha rừng ngập mặn, năm 2008 có khoảng 209.740 ha, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long có 75. [13] Các tỉnh Thái Bình, Nam Định thuộc phạm vi châu thổ sông Hồng, RNM rất hiếm mà chủ yếu là diện tích đất lợ, nguyên nhân do lượng nước sông Hồng đổ ra các cửa biển này rất lớn đã hòa loãng và làm giảm hàm lượng muối (0,5 - 5‰), không thích hợp với nhiều loài sinh vật chuyên sống ở môi trường mặn cao. Ngoài đặc điểm về lưu lượng nước của dòng chảy hay sự tác động của sóng, gió, bão khiến cây khó phát triển thì nguyên nhân chính cần phải nhắc đến là việc quai đê lấn biển và phá rừng của con người. Cây tiên phong ở đây là cỏ ngạn hoặc xen với cỏ gấu, cỏ gà, sau đến sú, vẹt, ô rô và bần chua.
Hiện nay, nhân dân đang trồng thêm trang làm dải rừng chắn sóng bảo vệ đê biển. Ngày 20/9/1988, Xuân Thủy – Nam Định là vùng đất ngập mặn đầu tiên của Việt Nam được ghi vào Công ước quốc tế bảo vệ đất ngập nước (Ramsar). Hệ sinh thái rừng ngập mặn khu vực quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng 1.1 Sự hình thành và phát triển của rừng ngập mặn khu vực quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng Rừng ngập mặn thuộc khu vực quận Đồ Sơn thuộc dự án: Trồng rừng ngập mặn – giảm nhẹ rủi ro do Hội chứ thập đỏ Nhật Bản đầu tư từ năm 1997 5 đến nay. Đơn vị tổ chức thực hiện là Hội chữ thập đỏ Hải Phòng trực thuộc Cơ quan quản lý – chủ dự án: Hội chữ thập đỏ Việt Nam.
Diện tích trồng rừng là 360 ha ven đê biển phường Bàng La, quận Đồ Sơn, thành phố Hải Phòng. Năm 2000, những ha rừng đầu tiên đã được trồng thành công với sự hợp tác giữa cán bộ Hội chữ thập đỏ Hải Phòng cùng nhân dân phường Bàng La và sự tư vấn cũng như hỗ trợ cây giống của các chuyên viên Hội chữ thập đỏ Nhật Bản. Mỗi năm, hàng chục ha rừng ngập mặn tiếp tục được trồng mới, đến năm 2008 việc trông rừng căn bản hoàn thành. Hiện tại Hội chữ thập đỏ Hải Phòng đã chủ động được nguồn cây giống từ vườn ươm xây dựng ngay cạnh khu vực rừng ngập mặn phường Bàng La, đảm bảo nguồn cây giống khỏe, sinh trưởng, phát triển tốt.
Theo thống kê hàng năm về tình hình phát triển của rừng ngập mặn do Hội chữ thập đỏ Hải Phòng thực hiện, diện tích rừng ngập mặn hiện nay đã tăng lên 390 ha. Từ kết quả nghiên cứu Tác dụng của rừng ngập mặn đến bồi tụ nền đáy ở vùng ven bờ Bàng La (Đồ Sơn, Hải Phòng) của tác giả Vũ Đoàn Thái (2012), thành phần loài chủ yếu là loài Trang (Kandelia obovata Shuen, Lui and Yong) và Bần chua (Sonneratia caseolaris (L.), trong đó loài trang vẫn chiếm ưu thế, đặc biệt là khu vực sát chân đê, trang tái sinh phát triển rất mạnh, mật độ lên tới 58000 cây/ha và trong vòng 4,5 năm cây đã đạt chiều cao 3,7 – 4m mặc dù thân rất mảnh chỉ 2 – 2,8cm. Số lƣợng và đặc điểm sinh trƣởng phát triển của thực vật ngập mặn khu vực Bàng La, Đồ Sơn, Hải Phòng.