Luận án TS: Môi trường đất nước & sự phát triển cây mấm đen - ĐH Cần Thơ 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ THÁI BÌNH HẠNH PHÚC NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CÂY MẤM ĐEN (AVICENNIA OFFICINALIS L.) VÙNG BIỂN TÂY ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC Cần Thơ năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ THÁI BÌNH HẠNH PHÚC NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT, NƯỚC ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CÂY MẤM ĐEN (AVICENNIA OFFICINALIS L.) VÙNG BIỂN TÂY ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Môi trường Đất và Nước Mã ngành: 9440303 LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS. THÁI THÀNH LƯỢM GS. LÊ QUANG TRÍ Cần Thơ năm 2017 LỜI CẢM ƠN Để thực hiện được đề tài này ngoài sự nỗ lực của bản thân còn là sự đóng góp giúp đỡ của nhiều người. Vì vậy, khi hoàn thành luận án tốt nghiệp này tôi xin chân thành cảm ơn đến: Ban Giám Hiệu Trường, Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Khoa sau Đại học Trường Đại học Cần Thơ, cùng quý GS, PGS.

TS và thầy cô trong nhà trường đã tận tình giảng dạy tôi trong suốt thời gian qua. Ban Giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kiên Giang đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành khóa học và luận án tốt nghiệp. Ban Giám đốc và cán bộ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên - Môi trường và Trung tâm Kỹ thuật Tài nguyên - Môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Kiên Giang đã tận tình giúp đỡ, hỗ trợ trong quá trình làm luận án. Ban Quản lý Rừng phòng hộ ven biển Hòn Đất - Kiên Hà và Ban Quản lý Rừng phòng hộ ven biển An Biên - An Minh đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình điều tra rừng và làm thí nghiệm ngoài thực địa.

Tôi xin chân thành biết ơn sâu sắc: GS.TS Lê Quang Trí, Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành khóa tốt nghiệp này với tất cả tinh thần trách nhiệm và lòng nhiệt tình. Thái Thành Lượm, Hiệu trưởng Trường Đại học Kiên Giang đã tạo điều kiện, giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn tập thể đồng nghiệp, bạn bè gần xa đã giúp đỡ động viên tôi trong suốt thời gian qua. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn và ghi nhận lại những giúp đỡ quý báu trên nguyện phục vụ cho ngành và làm việc được tốt.

Cần Thơ, ngày tháng năm 2017 Học viên thực hiện Thái Bình Hạnh Phúc i TÓM TẮT Rừng ngập mặn ven biển có vai trò to lớn đến sự phát triển đồng bằng qua quá trình bồi tụ phù sa, kèm với nó là sự phát triển rừng ngập mặn để cố định đất, bảo vệ đê điều, chắn gió cho nông nghiệp. Mấm đen Avicennia officinalis L. loài cây xuất hiện chiếm ưu thế vùng đất mới bồi ở biển Tây Kiên Giang thuộc đồng bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu mối liên hệ giữa môi trường đất, nước đến sự sinh trưởng và phát triển loài cây này cần thiết cho khoa học và thực tiễn.

Do tính cấp thiết của đề tài là nhằm khôi phục và phát triển rừng để đối phó với những hiểm họa thiên tai, chắn sóng, bảo vệ đê điều, phòng ngừa biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Do đó, cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) đã được chọn làm đối tượng nghiên cứu dưới tác động của các đặc tính môi trường đất và nước vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang ở đồng bằng sông Cửu Long. Các phương pháp nghiên cứu được thực hiện là áp dụng phương pháp phân vùng sinh thái lâm nghiệp quốc gia xác định các tiêu chí để phân vùng sinh thái rừng. Tổng số ô điều tra là 68 ô trên 68 tuyến.

Số lượng mẫu đất điển hình là 24 mẫu đất tính cho 4 tiểu vùng,, các chỉ tiêu phân tích gồm các tính chất vật lý và các chỉ tiêu hóa học đất. Phân tích tương quan và hồi quy để đánh giá các yếu tố môi trường ảnh hưởng lên đặc điểm sinh trưởng của Mấm đen. Bố trí thí nghiệm trong phòng và ngoài đồng để nghiên cứu kỹ thuật canh tác cây Mấm đen. Ứng dụng phương pháp đánh giá thích nghi đất đai của tổ chức Lương Nông thế giới (FAO, 1978 và 1983) về đánh giá thích nghi đất đai cho cây Mấm đen trong vùng nghiên cứu.

(I) Kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực nghiên cứu được chia ra làm 2 vùng sinh thái ven biển chính và 4 tiểu vùng sinh thái ven biển khác nhau. Kết quả điều tra có 17 loài thuộc 11 họ thực vật bao gồm 14 loài cây thân gỗ, 3 loài dạng cây bụi. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy đặc điểm sinh trưởng của các loài cây rừng ngập mặn và cây Mấm đen ở các tiểu vùng có sự khác biệt sinh trưởng về chiều cao tiểu vùng 1 và 2 là 5,76±2,14 m và 5,98±2,36 m thấp hơn so với tiểu vùng 3 và 4 là 7,51±3,20 m và 8,22±2,66 m; chỉ tiêu về đường kính tiết diện tán và cấp sinh trưởng cũng tương tự. Về mối quan hệ giữa các loài trong khu vực nghiên cứu ở mức tương đồng 40% thực vật chia thành 5 nhóm chính có 47 kiểu quần xã, với 6 loài ưu thế là: Mấm trắng (Avicennia alba), Mấm đen (Avicennia officinalis L.

(II) Về yếu tố môi trường nước, độ mặn từ 5,03±1,31‰ đến 16,47±4,61‰; pH từ 6,55±0,77 đến 7,52±0,43; TSS từ 160,12±39,32mg/l đến 266,36±118,41 mg/l; DO > 5 mg/l; COD từ 14,22±5,42 mg/l đến 17,61±5,88 ii mg/l; NH4 từ 0,09±0,09 đến 0,3±0,16 mg/l; các chỉ số về môi trường nước thích hợp cho cây rừng ngập mặn và cây Mấm đen đã điều tra. Về tính chất đất cho thấy: CHC từ 4,24±0,08% - 7,58±0,33%; sét từ 17,78±2,84% - 58,96±1,05%; thịt từ 21,46±1,05% - 46,44±2,69%; cát từ 2,12±0,44% - 60,76±10,22%; tổng muối hoà tan từ 5,66±0,49‰ – 11,07±1,03‰; pH từ 6,85±0,37 – 8,2±0,12; EC từ 8,84±0,77 mS/cm - 17,3±1,61 mS/cm; NH+4 từ 1,92±0,27 mg/kg – 4,68±0,91 mg/kg; NO-3 từ 0,06±0,02 mg/kg – 0,68±0,16 mg/kg; P dễ tiêu từ 3,02±0,89 mg/kg – 11,42±0,79 mg/kg; K từ 0,14±0,02 cmol/kg – 0,27±0,03 cmol/kg; P tổng số từ 0,03% – 0,08%; Sắt từ 0,67±0,04% - 1,41±0,06%; kết quả phân tích tương quan hồi quy cũng cho thấy sự tương quan không rõ ràng, hầu hết không có mối tương quan lớn giữa các yếu tố môi trường đến sự sinh trưởng và phát triển của cây Mấm đen, điều này cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh trưởng và phát triển rộng trên các đặc tính môi trường đất và nước khác nhau. (III) Kết quả thí nghiệm về mức độ ngập đến tái sinh và sinh trưởng cây Mấm đen cho thấy các mức độ ngập 0 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm thời gian ngập 12 giờ/ngày so với tỷ lệ sống không có ý nghĩa nên cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh tồn ở các mức độ ngập khác nhau. Đồng thời, kết quả thí nghiệm cũng cho thấy hai nghiệm thức sạ hạt và tái sinh tự nhiên có các chỉ số sinh trưởng thấp hơn 2 nghiệm thức trồng cây con nhưng vẫn có khả năng phát triển thành rừng, tuy nhiên thời gian phát triển thành rừng sẽ kéo dài hơn.

Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy trong điều kiện ngoài thực địa sau 3,5 năm trồng rừng đã khép tán và phân 3 tầng rõ rệt, phân bố số cây theo cấp chiều cao và đường kính tập trung ở tầng giữa, trong khi rừng tự nhiên số cây tập trung ở tầng thấp. Từ các kết quả trên cho thấy cây Mấm đen có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt và rộng trên các điều kiện môi trường đất nước khác nhau cũng như sinh trưởng tốt trong quần thể rừng ngập mặn. (IV) Đồng thời qua nghiên cứu cũng cho kết quả cây Mấm đen có khả năng thích nghi tương đối tốt với 2 vùng sinh thái và từ kết quả này cho thấy có thể phát triển rộng về điều kiện môi trường tự nhiên của cây Mấm đen trên vùng ven biển Tây Kiên Giang và các vùng có điều kiện tương tự. Từ đó đề nghị phát triển mạnh cây Mấm đen trên các vùng này để bảo vệ vùng ven biển.

Từ khóa: Cây Mấm đen, môi trường đất, môi trường nước, rừng ngập mặn, vùng sinh thái ven biển, biển Tây Kiên Giang. iii ABSTRACT Coastal mangrove forests have been played a major role in the development of delta through the sedimentation and the development of the coastal mangrove forests that have significantly stabilized the soil, dykes protection and prevention of wind for agriculture. also becomes dominant plants on newly established mudflats on the Western coastline of Kien Giang province in the Mekong Delta. This study is try to find out the relationship between soil and water environment to the growth and development of Avicennia officinalis L.

that are very essential for both science and practice. The urgency of this research is to restore and develop mangrove forests in order to respond with natural disasters, waves, dykes protection, climate change adaptation and sea level rise. Therefore, Avicennia officinalis L. was selected to study in correlation with soil and water environment characteristics in the Western coastline of the Mekong Delta.

The methods of study were done by application of zoning of coastal ecology of national forest method for indicating the criteria of forestry ecological zoning. There were total of 68 investigation plots for 68 cross-section. Total of 24 soil samples were taken in 4 ecological sub-zones, including the elements of soil physic and chemical elements. Correlation and regressive analysis were used for assessment of environmental characteristics to the growth and development of Avicennia officinalis L.

Net house and field experiments were carried out for study on the cultural practice of Avicennia officinalis L. The land evaluation (FAO, 1978 & 1983) were used for land suitability classification of Avicennia officinalis L. in the study area. (I) The results of study showed that the study area have been divided into the two major coastal ecological zones.

In two major coastal ecological zones were also divided into the four coastal ecological sub-zones. Based on the study result in the mangrove forest there are 17 speciesof 11 familias including 14 woody plants and 3 species of shrubs. The results also showed that the mangrove forest species and Avicennia officinalis L. in the sub-zones gave the difference of height of that sub-zone 1 and 2 as 5,76 ±2,14 m and 5,89±2,36 m were lower than sub-zone 3 and 4 as 7,51±3,20 m and 8,22±2,66 m; the factors of diameter of tree, basal area of crown and growth class also gave the same results.

The relationship between the species in the study area in degree of similar 40% the plant species divided into 5 main groups and 47 types of communities, with 6 dominance species such as Avicennia alba, Avicennia officinalis L., Rhizophora apiculata, Excoecaria agallocha, Sonneratia caseolaris and Avicennia marina. iv (II) Water environmental factors, salinity is from 5.61‰; pH is from 6.43; TSS is from 160.