CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ RỪNG NGẬP MẶN VÀ TÁC DỤNG GIẢM SÓNG CỦA RỪNG NGẬP MẶN 1. Giới thiệu chung 1.1 Rừng ngập mặn ừng ngập mặn (RNM) nằm ở vị trí tiếp giáp giữa hệ sinh thái cạn và hệ sinh thái biển. RNM là hệ sinh thái đặc trưng phân bố ở những vùng bãi triều ven biển nhiệt đới và á nhiệt đới bị ngập nước thường xuyên hoặc định kỳ bởi thuỷ triều. Larsson và nnk (1994), RNM phân bố chủ yếu ở vùng có khí hậu ấm, nhiệt độ từ 200C trở lên, mưa trên 1 mm/năm, độ mặn trung bình từ 15‰ đến 25‰ ước triều là nhân tố tác động lớn nhất đến sự phân bố của cây ngập mặn.
ước triều vào sâu trong cửa sông thì M cũng phân bố sâu trong cửa sông. ước ngọt từ nhánh sông đổ ra làm loãng độ mặn của nước biển, phù hợp với sự phát triển của nhiều loài cây ngập mặn (CNM). hân bố M trên thế giới Theo số liệu ước tính năm 2 1 , RNM còn tồn tại chiếm 12,3% diện tích bề mặt trái đất (tương đương khoảng 14 triệu ha), phân bố chủ yếu ở vùng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới hai bán cầu, trong khoảng từ 30º Bắc đến 44º am, dọc bờ biển 6 Châu hi, Châu Đại Dương, Châu Á và Châu Mỹ. Vị trí xa nhất của M về phía Bắc bán cầu là vịnh Agaba thuộc ồng ải (3 0B) và am hật Bản (320B); ở am bán cầu là am Australia (380N) và tây New Zealand (440N) (Walter, 1971; F.
Blasco, 1984; Molony B và M. Danh mục thực vật của M trên thế giới từ 5 đến 75 loài (Logo và Snedaker, 1974; Saenger & nnk, 1983; F. Các chi thực vật phổ biến nhất ở M là: đước vòi (Rhizophora stylosa Griff), trang (Kandelia obovata), mắn biển (Avicennia marina), bần chua (Sonneratia caseolaris), vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), sú (Aegiceras corniculatum), dừa nước (Nypa fruticans),… RNM thường có tố thành đơn giản do điều kiện ngập nước và độ mặn cao. Việt am, có khoảng 606 792 ha đất ngập mặn ven biển, trong đó 149 290 ha đã có rừng ngập mặn, các tỉnh Bắc Bộ có 122 335 ha đất ngập mặn và 43 811 ha RNM tương ứng chiếm 21% diện tích đất ngập mặn và 28,1% diện tích M của cả nước.
Các chi thực vật ngập mặn phổ biến nhất là: mắm, vẹt, đước, dâng, sú, trang, bần chua, dừa nước,. Khu vực ven biển Thái Bình, am Định chi thực vật ngập mặn phổ biến nhất là: sú, trang, bần chua,. M thuần loài cây bần chua sẽ là đối tượng để luận án tập trung nghiên cứu. Phân bố CNM theo vùng lãnh thổ [29],[25] TT Vù l ổ C i v ủ ế p b 1 Quảng inh Mắm, vẹt dù, đước (Rhizophora apiculata), vòi, dâng Sú, trang (Kandelia obovata), bần chua (Sonneratia 2 Đồng bằng Bắc Bộ caseolaris) 3 Bắc Trung Bộ Mắm, đâng (Rhizophora stylosa), sú, bần chua 4 am Trung Bộ Đưng, đước, mắm quán, giá 5 Đông am Bộ Mắm trắng, đước đôi 6 Tây am Bộ Đước đôi, dừa nước, vẹt tách 7 Bần là cây tiên phong phát triển RNM ven biển và các bãi bồi ven sông.
Môi trường sống thích hợp của bần là những vùng bãi bùn mềm, bãi vùng cửa sông, đầm, phá nơi có thủy triều lên xuống. Trong điều kiện tự nhiên, bần mọc thành dải rộng, sống chung với các loài cây nước lợ khác như sú (Aegiceras comiculatum), ô dô (Acanthus ilicifolius),. Miền Bắc cây bần mọc thành rừng gần như thuần loài ven bờ biển và vùng cửa sông như ở ải hòng, Thái Bình, am Định, ghệ An, à Tĩnh. Miền Nam cây bần là thành phần chính yếu ở các RNM tự nhiên ven biển, ven sông rạch vùng đồng bằng sông Cửu Long.
Bần là cây thân gỗ, khi trưởng thành cao từ 5 m đến 15 m (có khi cao tới 2 m). Thân cây trơn, có vỏ màu xám, bong từng mảng. Cành non có 4 cạnh nhẵn. Lá đơn, mọc đối, dày, hình bầu dục hoặc trái xoan.
ễ thở mọc thành từng khóm quanh gốc và nhô cao khỏi mặt đất từ 5 cm đến 9 cm, đường kính khoảng 7 cm có tác dụng như những vật cản làm giảm sóng, lắng đọng phù sa. Hình ảnh cây bần chua 8 1. c RNM ng n Các dải M vùng ven biển, vùng cửa sông đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong việc bảo vệ và phát triển đất bồi tụ, hạn chế xói lở và các quá trình xâm thực bờ biển, giảm sóng và dòng ven bờ. ễ CNM chằng chịt, đặc biệt là những quần thể thực vật tiên phong mọc dày đặc có tác dụng làm giảm lưu tốc, tạo điều kiện cho trầm tích bồi tụ nhanh hơn trong các vùng cửa sông ven biển.
Chúng vừa ngăn chặn có hiệu quả hoạt động công phá bờ biển của sóng, đồng thời là vật cản làm cho trầm tích lắng đọng [09]. Quan sát dọc bờ biển Cuddalore, bang Tamil adu, Ấn Độ sau thảm hoạ động đất gây sóng thần ở Ấn Độ Dương năm 2004, Danielsen và cs đã cho thấy rằng các làng xóm ở phía sau những cánh M dọc theo bờ biển đã thoát khỏi sự tấn công của sóng thần, ngược lại những vùng không có thảm thực vật che chắn thì bị sóng thần phá hủy hoàn toàn [46]. Việt am, từ đầu thế kỷ 20, dân cư ở các vùng ven biển phía Bắc đã biết trồng một số loài CNM như trang và bần chua để bảo vệ đê biển và vùng cửa sông. Thời kỳ đó, mặc dù đê biển chưa được bê tông hoá và bảo vệ như hiện nay nhưng không bị vỡ khi có bão vừa (cấp 6 đến cấp 8).
Đến nửa cuối thế kỷ 20, nhiều tuyến đê đã không còn được bảo vệ bởi M, nên mặc dù được đầu tư nâng cấp và bảo vệ kiên cố hơn nhưng khi có bão và sóng gió tác động thì mức độ hư hỏng và sạt lở của đê biển lại tăng lên. Qua thực tế cho thấy ở những vùng có hệ sinh thái M tồn tại và phát triển thì đê biển ít bị ảnh hưởng [20]. Tháng 7 năm 1996, khi cơn bão số 2 (Frankie) với sức gió từ 1 3 km/h đến 117 km/h đổ bộ vào huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình nhờ có dải M nên đê biển và nhiều bờ đầm không bị hư hỏng, trong khi đó, tại huyện Tiền ải do phá phần lớn M nên các bờ đầm đều bị xói lở hoặc bị vỡ. ăm 2 5, vùng ven biển huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình tuy không nằm trong tâm bão số 7 (Damrey) nhưng sóng cao ở sông Trà Lý đã làm sạt lở hơn 65 m đê nơi không có M ở thôn Tân Bồi, xã Thái Đô trong lúc phần lớn tuyến đê có RNM ở xã này không bị xạt lở.
Thái Thụy có 10,5 km đê biển được bảo vệ bởi RNM hầu như không phải sửa chữa, tu bổ 9 hàng năm kể từ khi RNM trưởng thành, khép tán. Bên cạnh đó 2 ,7 km đê còn lại thường xuyên bị sạt lở, xói mòn, hư hỏng nặng sau các mùa mưa bão. Chi phí tu bổ, sửa chữa hàng năm rất lớn. Thực tế sau trận động đất, sóng thần xảy ra ở vùng Ấn Độ Dương vào tháng 12 năm 2 4 và các diễn biến của thiên tai, biến đổi khí hậu, nước biển dâng diễn ra trong những năm gần đây đã củng cố thêm nhận thức về tác dụng to lớn của M trong việc giảm sóng, bảo vệ bờ biển.
H thống ê n Việt am có hơn 326 km bờ biển với các loại địa hình, địa chất khác nhau và chịu tác động của các yếu tố tự nhiên cũng khác nhau, nên đê biển cũng có quy mô và kích thước khác nhau: - Đê biển khu vực miền am, hầu hết chịu tác động của chế độ bán nhật triều biển Đông, đoạn từ Cà Mau đến Kiên Giang chịu chế độ thuỷ triều biển Tây. Đê biển khu vực miền am, nhìn chung không chịu tác động của bão nhưng do nằm trên nền đất mới được bồi tích nên cao độ thấp, thường xuyên chịu ảnh hưởng của các đợt triều cường, nước biển dâng; - Đê biển khu vực miền Trung bị chia cắt bởi các cửa sông và các dãy núi. goài một số đoạn đê cửa sông, còn lại hầu hết đê biển miền Trung đều được xây dựng một cách tự phát, đê thấp, nhỏ, mặt cắt không hoàn chỉnh, thường bị phá huỷ khi có bão, lũ. Một số đoạn ở khu vực này người ta sử dụng cồn cát như các tuyến đê biển tự nhiên; - Đê biển miền Bắc có quy mô khá hoàn chỉnh và khép kín, hầu hết đều có khả năng chống chịu bão cấp 9, triều cường tần suất 5%.
Về mặt hình học, đê biển miền Bắc thuộc loại lớn nhất cả nước tập trung chủ yếu ở các tỉnh ải hòng, Thái Bình và am Định. Đây là vùng biển có độ cao triều lớn (khoảng 4 mét) và nước dâng do bão rất lớn [03]; 10 Trong tổng số 2438 km đê biển của cả nước, chỉ có 1 83 km đê biển có RNM còn lại là đê có bãi có thể trồng M và bãi chưa thể trồng M [23]. Chi tiết trình bày tại Bảng 1. Phân bố M theo hệ thống đê biển [23] Tổ Đê ó b i ồ RNM bảo vệ Đê iề ưa dài Đ ó RNM C ưa ó RNM ể ế ồ TT Địa điểm C iề Diệ C iề Diệ đê RNM dài tích dài tích (km) (km) (km) (ha) (km) (ha) 1 Quảng inh và 841 254 27 209 286 6 965 301 Đồng bằng Bắc Bộ 2 Bắc Trung Bộ 338 49 1.745 135 1 687 154 3 am trung Bộ và 1 259 780 37 009 144 4 043 335 Đồng bằng sông Cửu Long Tổ 2 438 1 083 65 936 565 12 695 790 (nguồn Cục quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão, 2005) 1.
Nghiên cứu trên thế giới về CNM và tác dụng giảm sóng của RNM Nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện nhằm tìm hiểu về vai trò của RNM trong việc giảm năng lượng sóng biển. Các công trình nghiên cứu này đi theo ba hướng tiếp cận gồm: khảo sát thực địa, mô phỏng bằng mô hình số, mô phỏng bằng mô hình thí nghiệm vật lý. Tổng hợp các nghiên cứu trên thế giới về tác dụng giảm sóng của M có thể khái quát như sau: 1. Phương pháp kh o sát hi n ường - Massel & nnk (1999) cũng đã cho thấy rằng khi độ sâu nước tăng thì sóng truyền càng sâu vào trong rừng.
Điều này có thể giải thích bằng việc giảm đi nhanh chóng của tỷ lệ giữa diện tích cản do RNM với tổng diện tích của dòng chảy theo mặt cắt ngang khi nước tăng lên.