Luận án: Cấu trúc & Dinh dưỡng rừng ngập mặn Cồn Ông Trang, Cà Mau (Trường ĐH Cần Thơ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VÕ NGƯƠN THẢO NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ DINH DƯỠNG CỦA RỪNG NGẬP MẶN TẠI CỒN ÔNG TRANG, TỈNH CÀ MAU Chuyên ngành: Môi Trường Đất và Nước Mã số: 62 44 03 03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TRƯƠNG THỊ NGA Cần Thơ năm 2017 LỜI CẢM ƠN Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Trương Thị Nga, Người đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi, đóng góp và cho những lời khuyên dạy hết sức quý báu để tôi hoàn thành Luận án này. Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến - Ban Giám Hiệu trường Đại Học Cần Thơ.

- Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên. - Khoa Sau Đại học, phòng Đào tạo, phòng Quản lý Khoa học và các phòng ban chức năng khác của trường Đại học Cần Thơ. - Quí Thầy, Cô, anh chị bộ môn Khoa học môi trường, quí Thầy, Cô giáo và các Khoa, Phòng liên quan của trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Phó Giáo sư, Tiến sĩ Lê Tấn Lợi đã động viên hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban lãnh đạo vườn quốc gia Mũi Cà Mau đã đồng ý để tôi tiến hành bố trí thí nghiệm. Tôi xin gởi lời cảm ơn đến cán bộ, viên chức Trung tâm Nghiên cứu thực nghiệm Lâm nghiệp Tây Nam Bộ. Xin trân trọng ghi nhớ tất cả những đóng góp chân tình, sự động viên giúp đỡ nhiệt tình của bè bạn và các anh, chị, em mà tôi không thể liệt kê hết trong lời cảm tạ này. Cuối cùng, tôi xin gửi tấm lòng ân tình tới gia đình, đặc biệt là vợ và con của tôi là nguồn động viên và truyền nhiệt huyết để tôi hoàn thành Luận án.

i TÓM TẮT Rừng ngập mặn có tính đa dạng sinh học cao, chức năng sinh thái quan trọng, đóng góp trong phát triển kinh tế, môi trường và đặc biệt có vai trò trong ứng phó biến đổi khí hậu. Tuy vậy hiện nay rừng ngập mặn không ngừng bị suy giảm diện tích và đa dạng sinh học bị tác động do nhiều nguyên nhân, trong đó có sự thiếu hiểu biết của cộng đồng và nhà quản lý về chức năng, hệ sinh thái rừng ngập mặn. Luận án do đó đã nghiên cứu cấu trúc và dinh dưỡng của rừng ngập mặn tại Cồn Trong Ông Trang nhằm góp phần duy trì hệ sinh thái, bảo tồn đa dạng sinh học, nâng cao ý thức cộng đồng và quản lý rừng ngập mặn bền vững. Các nội dung nghiên cứu được thực hiện nhằm đạt được các mục tiêu cụ thể: 1) Đánh giá các yếu tố môi trường đất và chế độ thủy văn ảnh hưởng đến phân bố thực vật rừng ngập mặn tại Cồn Trong Ông Trang.

2) Xác định các dạng lập địa và đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn tại Cồn Trong Ông Trang. 3) Đánh giá được năng suất vật rụng, tiến trình phân hủy lá rụng của 3 loài thực vật Đước đôi, Mấm trắng và Vẹt tách tại 3 dạng lập địa thuộc Cồn Trong Ông Trang. 4) Xác định được thành phần Ba khía và đánh giá tập tính ăn Ba khía qua sự chọn lựa lá rừng ngập mặn và đóng góp dinh dưỡng. Nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến phân bố của thực vật tại Cồn Trong Ông Trang thực hiện từ 5/2011 - 4/2012 với các lát cắt ngang và dọc từ đầu đến cuối mũi cồn.

Các ô tiêu chuẩn đã được thiết lập với 3 lần lập lại tại đầu, giữa và cuối cồn cho nghiên cứu đất, cấu trúc thực vật và lập địa. Năng suất vật rụng Vẹt tách, Đước đôi và Mấm trắng được nghiên cứu từ tháng 2/2013 đến tháng 1/2014 bằng cách bố trí thí nghiệm với túi vật rụng 1 m2. Phân hủy lá thực hiện bằng cách cho lá của 3 loài kể trên cho vào các túi nylon để trên nền rừng, cân trọng lượng lá phân hủy ở các ngày 1, 2, 7, 10, 21, 58, 90, 128, 185, 304, 361. Nghiên cứu về khảo sát thành phần Ba khía và tập tính ăn thực hiện từ 10/2013 - 10/2014.

Thí nghiệm về sự lựa chọn thức ăn tiến hành với 3 loại lá Vẹt tách, Đước đôi và Mấm trắng ở 2 tình trạng lá xanh và vàng trong các khung lưới 40 x 40 x 40 cm. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đất đến sự phân bố của thực vật rừng ngập mặn, cho thấy cao trình chênh lệch từ 0 - 46 cm và số lần ngập triều trong năm theo cao trình từ 73 – 502 lần/năm, Giá trị Eh đất từ 69,5 mV cho đến -169,5 mV, độ mặn 29,12 - 29,26‰, %N từ 0,14 - 0,19%, %P2O5 từ 0,08 - 0,11%, Chất hữu cơ từ 9,66 - 10,97%. Khu vực cuối cồn có hàm lượng N-NH4+ trong đất cao nhất 10,74 mg/kg. Ngược lại, khu vực đầu cồn có hàm lượng N-NO3- trong đất cao hơn so với hai khu vực nghiên cứu còn lại.

Các yếu tố môi trường này phù hợp cho sự phân bố của 12 loài thân gỗ và 4 loài dây leo, thân bụi tại Cồn Trong Ông Trang. ii Nghiên cứu đã xác định được 3 dạng lập địa. Tại cuối cồn, lập địa đặc trưng thành phần cơ giới thịt pha sét, đất ngập bởi các con nước triều cao trung bình, số lần ngập triều 484 lần/năm, dung trọng: 0,57 g/cm,3 Eh = -168,5 mV, %N = 0,14, N-NH4+ = 11,96 mg/kg, N-NO3- = 0,49 mg/kg, TP (P2O5%) = 0,08, hàm lượng dinh dưỡng ở mức trung bình, giàu chất hữu cơ, ưu thế với loài Mấm trắng. Ở giữa cồn, Đước đôi ưu thế với lập địa có thành phần cơ giới thịt trung bình, số lần ngập triều 189 lần/năm, dung trọng 0,65 g/cm3, Eh = -134 mV, %N = 0,19, N-NH4+ = 19,12 mg/kg, N-NO3- = 0,61 mg/kg, TP (%P2O5) = 0,09, hàm lượng dinh dưỡng ở mức trung bình, giàu chất hữu cơ.

Tại đầu cồn, lập địa Vẹt tách có thành phần cơ giới sét pha thịt, số lần ngập triều 73 lần/năm, dung trọng: 1,04 g/cm3, Eh = 69,5 mV, %N = 0,14, N-NH4+ = 11,96 mg/kg, N- NO3- = 0,49 mg/kg, TP (%P2O5) = 0,08, hàm lượng dinh dưỡng trung bình, giàu chất lữu cơ. Năng suất vật rụng của loài Đước đôi là cao nhất 12,98 T/ha/năm, Mấm trắng 10,12 T/ha/năm và Vẹt tách 9,88T/ha/năm. Tích lũy đạm lần lượt ở lá Đước đôi, Mấm trắng và Vẹt tách là 0,09 T/ha/năm; 0,08 T/ha/năm và 0,06 T/ha/năm. Tích lũy lân ở 3 loại lá dao động từ 0,02-0,03 T/ha/năm.

Thời gian bán phân hủy với lá Đước đôi 86 ngày; lá Mấm trắng là 75 ngày; và lá Vẹt tách là 71 ngày. Phân huỷ lá có ý nghĩa trong đóng góp dinh dưỡng rừng ngập mặn. Nghiên cứu đã xác định được 4 loài Ba khía thuộc họ Sesarmidae. Loại lá ưa thích của Ba khía là lá Mấm, tiếp đến là lá Vẹt và lá Đước.

Thí nghiệm cũng cho thấy Ba khía lựa chọn lá vàng để ăn hơn lá xanh. Ba khía đóng góp dinh dưỡng rừng ngâp mặn thông qua việc tiêu thụ lá rừng, cung cấp dinh dưỡng trở lại cho đất. Các kết quả quan trọng của luận án nhấn mạnh vai trò của rừng ngập mặn và đa dạng sinh học. Các kết quả từ nghiên cứu này có thể được triển khai ở những rừng ngập mặn có điều kiện tương tự để bảo tồn đa dạng sinh học, phát triển bền vững rừng ngập mặn và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Từ khóa: Yếu tố môi trường, cấu trúc, vật rụng, dinh dưỡng, rừng ngập mặn, Ba khía. iii ABSTRACT The mangrove has high diversity, important protection function, contributes to the economic development, environment and especially in climate change mitigation. However, the mangrove is decreasing due to many different causes including the awareness of community and the managers about the structure, function, ecosystem of mangrove. The thesis therefore focussed on the structure and nutrient at Ong Trang mangrove islet in order to contribute the results for ecosystem remain, biodiversity conservation, awareness increasing and sustainable development.

The contents of research were conducted to aim 1) Environmental factors especially soil and tide characteristics on the distribution of mangrove 2) Top soil characteristics and mangrove structures determination at Ong Trang islet 3) Litter fall, leaf decomposition process of 3 species Avicennia alba Bl., Rhizophora apiculata Bl. and Bruguiera parviflora (Roxb. at 3 top soil types at Ong Trang islet 4) Sesarmid species identification; the leaf species and status consumption choice of sesarmid and their contribution of nutrient cycle. The research of environmental factors affect on the structure of mangrove at Ong Trang islet was carried out 5/2011-4/2012 with 3 horizontal and vertical transects.

The standard plots were established with 3 replicates at top,middle and tip of Ong Trang mangrove for soil, structure and top soil research. Litter fall of Avicennia alba Bl., Rhizophora apiculata Bl. and Bruguiera parviflora (Roxb. study were implemented 2/2013-1/2014 with the litter bags made by net 1m2 hang under mangrove tree permanently in one year.

Leaf decomposition net bags placed on the ground of mangrove and they were collected at the day 1, 2, 7, 10, 21, 58 ,90 ,128 ,185 ,304 ,361. The sesarmid identification and research on the leaf species choices of semarmid related to the nutrient cycle were carried out with Rhizophora apiculata Bl.and Bruguiera parviflora (Roxb. 2 status green and yellow leaves were fed to sesarmid in the cage 40x40x40cm placed outside the mangrove forest. The results of the environmental factors affecting on the distribution of mangrove showed that the topography ranged 0-46 cm and the tide movement frequency was 73-502 times/year, Eh was 69,5-169,5 mV, the salinity ranged 29.11%; organic matter was 9.

At the tip of islet where Avicennia distributed, the concentration of N-NH4+ in the soil was high 10,74 mg/kg and at the top studied site with Bruguirea parviflora, soil had the high concentration of N-NO3-. These environmental factors showed the suitable conditions and characteristics for mangrove with 12 wood species, 4 bushes and weed species. The reseach determined 3 typics top soil in the mangrove at Ong Trang islet. At the tip, the top soil characterized by the loam and silt, deep submerged.

Tide movement frequency was 484 times/year, soil bulk density: 0,57 g/cm3, Eh was recorded =-168 mV, N total 0,14%, N-NH4+11,96 mg/kg, N-NO3- 0,49 iv mg/kg, P total 0,08%, nutrient content were at average level, organic matter was hight. Avicennia was the dominant species. At the middle of Ong Trang mangrove, Rhizophora apiculate was dominant with the typic top soil which had content of silt, loam and sand, tide movement frequency was 198 times/year, soil bulk density: 0,65 g/cm3, Eh was obtained =-134mV, N total 0,19%, N- NH4+ 19,12 mg/kg, N-NO3- 0,61 mg/kg, P total 0,09%, nutrient content was at average level, organic matter was hight. At the tip, Bruguirea parviflora (Roxb.

adapt with the top soil characterized by the silt, loam and sand.