Nghiên cứu ảnh hưởng của đất than bùn và chế độ ngập nước lên sinh khối rừng Tràm ở Vườn Quốc gia U Minh Hạ

LỜI CẢM TẠ Xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy, Cô Khoa Môi trưởng và Tài nguyên thiên nhiên đã hướng dẫn, truyền đạt vốn kiến thức quý báu, những kinh nghiệm thực tế trong suốt quá trình học tập tại trường. Xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ts. Dương Văn Ni và Ts. Nguyễn Văn Bé, đã tận tình hướng dẫn về chuyên môn và đóng góp những ý kiến quý báu trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các cán bộ Vườn quốc gia U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau. Xin cám ơn gia đình anh Nguyễn Minh Truyền đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện luận án tại vùng nghiên cứu. Xin cảm ơn gia đình và đồng nghiệp đã hết lòng động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận án. Trong quá trình thực hiện luận án mặc dù đã cố gắng nhưng không tránh khỏi thiếu sót.

Vì vậy rất mong được sự đóng góp ý kiến cũng như bổ sung của quý Thầy Cô để đề tài được hoàn thiện hơn. i TÓM TẮT “Nghiên cứu ảnh hưởng của đất than bùn và chế độ ngập nước lên sinh khối rừng Tràm tại Vườn Quốc gia U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau” được thực hiện từ tháng 01/2014 đến tháng 12/2015. Nghiên cứu nhằm xác định sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của rừng Tràm ở các nghiệm thức khác nhau về độ dày than bùn và độ sâu ngập. Có 18 ô tiêu chuẩn (100 m2) được thiết lập để khảo sát và thu mẫu.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, đất than bùn ở VQG U Minh Hạ là loại đất có độ xốp cao, dung trọng thấp dao động trong khoảng 0,19 - 0,37 g/cm3, là loại đất phèn có pH từ 3,41 - 4,84. Hàm lượng chất hữu cơ cao (83,71 - 94,00%). Về chất dinh dưỡng thì đất than bùn ở đây là loại đất giàu đạm (0,58 - 1,23%N) nhưng lân chỉ đạt ở mức trung bình (0,03 - 0,12 %P2O5). Tuy chất lượng đất không có sự khác biệt rõ ràng ở các độ dày than bùn khác nhau nhưng trong cùng độ dày than bùn có sự khác biệt qua các đợt khảo sát.

Khi kết hợp 2 điều kiện thời gian trong năm (mùa mưa, mùa nắng) và độ dày than bùn thì hầu như các chỉ tiêu hóa học đất (trừ Dung trọng và N-NO3-) đều ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượng pH, TN, TP, CHC, N-NH4+ trong đất. Ở độ dày than bùn 20 – 40 cm, sinh khối khô cây Tràm có giá trị thấp nhất (60,7 kg/cây) khác biệt ý nghĩa với 2 nghiệm thức còn lại (40 – 60 cm và 60 - 80 cm) có giá trị lần lượt là 78,9 kg/cây và 77,4 kg/cây. Sinh khối có xu hướng giảm dần khi độ dày tầng than bùn cao hơn. Sinh khối rừng Tràm tại các nghiệm thức độ dày than bùn dao động từ 72,3 – 95,9 tấn/ha và sinh khối có xu hướng giảm dần khi độ dày tầng than bùn cao hơn.

Giá trị sinh khối rừng cao nhất ở độ dày than bùn 20 – 40 cm (95,9 tấn/ha), thấp nhất ở độ dày than bùn 60 – 80 cm (72,3 tấn/ha) và ở độ dày than bùn 40 – 60 cm có giá trị 81,1 tấn/ha. Khả năng hấp thụ CO2 của rừng Tràm ở nghiệm thức độ dày than bùn 20 – 40 cm cũng là cao nhất (147 tấn/ha) và khác biệt ý nghĩa với nghiệm thức than bùn 60 – 80 cm. Ở độ dày than bùn 60 – 80 cm mặc dù có đường kính cây lớn hơn nhưng do mật độ cây thấp nên lượng CO2 được giữ lại cũng thấp. Lượng hấp thụ CO2 của rừng Tràm nơi đây là 110 tấn/ha (độ dày than bùn 60 – 80 cm).

Ở vị trí 40 – 60 cm có giá trị là 124 tấn/ha. Đối với nghiệm thức Tràm ở các độ sâu ngập khác nhau, các chỉ tiêu lý hóa hầu như không khác biệt trừ pH (4,21- 4,83). Giá trị pH nước có sự khác biệt: mùa mưa thấp hơn mùa nắng. Lượng oxy hòa tan trong nước rất thấp chỉ dao động trong khoảng 1,33 - 3 mg/l và chỉ tiêu BOD5 có khoảng dao động khá lớn ở các ô tiêu chuẩn (từ 8 – 53,2 mg/l).

Nồng độ N-NH4+ trong nước rừng Tràm từ 0,12 - 3,13 mg/l, hàm lượng N-NO3- trong nước tại các ô tiêu chuẩn dao động 0,02 - 0,43 mg/l. Đối với 2 nhân tố độ sâu ngập và thời điểm mùa trong năm thì chất lượng nước của rừng Tràm bị tác động rõ nhất đến chỉ tiêu DO và BOD5. Sinh khối rừng Tràm ở độ ngập thấp (<30 cm) cho giá trị cao nhất (91 tấn/ha), thấp nhất ở độ ngập >60 cm (75 tấn/ha) và ở độ ngập 30 – 60 cm là 85 tấn/ha. Khả năng hấp thu CO2 cao nhất ở độ ngập < 30 cm (143 tấn/ha) trong khi ở độ ngập 30 – 60 cm lượng CO2 được giữ lại chỉ 123 tấn/ha và ở độ ngập >60 cm là 136 tấn/ha.

Kết quả hồi quy đa biến cho thấy ii các yếu tố mức độ ngập, BOD5 và N-NO3- của nước và dung trọng, mùa và chất hữu cơ của đất có tác động đến sinh khối của rừng Tràm. Từ khóa: Đất than bùn; chất lượng đất; chất lượng nước; độ ngập nước; sinh khối rừng Tràm; hấp thu CO2 iii ABSTRACT “Researching on effects of peat soil, flooding regime, water and soil quality on the Melaleuca forest biomass at U Minh Ha National Park, Ca Mau province" was conducted from 01/2014 to 12/2015. The study was carried out to determine biomass and CO2 absorption of melaleuca forests in different treatments about the thickness of the layer of peat and flooding levels of water. 18 sample plots (100 m2) were established to collect samples.

The study results showed that peat soil in U Minh Ha National Park, Ca Mau province is highly porous soil, soil density fluctuated from 0.37 g/cm3 and is acidic soils, pH from 3. Organics concentrations in soil is high (83. Nitrogen total is high (0.23%N), Phosphorus total fluctuated from 0. Although soil quality in 3 differences thicknesses peat are not statistically significant but there are clear differences about Soil quality in the same peat soil layer through surveys.

When integrated two conditions of season in a year (rain and dry) and the thick of peat, most of soil chemical indexes (except bulk density and N-NO3-) were able to influence to the changing of pH, TN, TP, CHC, N-NH4+. The lowest value of Melaleuca cajuputi dry biomass is 60.7 kg/tree at peat thickness levels 20 – 40 cm and statistically significant with two others. The dry biomass of tree in 40 – 60 cm and 60 - 80 cm peat thickness levels respectively were 78.9 kg/tree and 77. The tree’ biomass tends to decrease when the peat layer thickness higher.

The dry biomass of melaleuca forest ranged from 72.9 tons/ha and the biomass tends to decrease as the peatland thickness increases. At peatland thickness of 20 - 40 cm, biomass of melaleuca forest was 95. In the peatland thickness of 40 - 60 cm and 60 - 80 cm, biomass of melaleuca forest were 81.1 ton/ha and 72.3 ton/ha, respectively. The ability to absorb CO2 at peatland thickness of 20 - 40 cm was highest (147 ± 66 tons/ha) and significant difference with that of peatland thickness of 60 - 80 cm (110 ± 51 tons/ha).

At peatland thickness 40 – 60 cm was 124 ± 56 ton/ha. The study results of the Melaleuca experiments in various inundation situation were shown that there weren’t different among physical and chemical indexes excepting pH (4. The pH value of water were different between dry and rain season, which rain season was lower value than dry season. The amount of dissolved oxygen in water were very low around 1.33 – 3 mg/l and BOD5 index in water at U Minh Ha National Part were pretty high fluctuation at sample sites (from 8 – 53.

N-NH4+ concentration in water of Melaleuca forest was roughly 0.13 mg/l, the amount of N-NO3- in water at sample site were approximately 0. For two factors of the inundation depth and the season time in a year, water quality of Melaleuca forest was impacted the most clearly on DO and BOD5 index. At the experiments within different inundation depth, dry tree biomass were not significantly different among experiments. The biomass of melaleuca forest in the lowest level of submergence (<30 cm) is the highest (91 tấn/ha), the biomass of levels submergence 30 - 60 cm and >60 cm were 85 ton/ha and 75 ton/ha, iv respectively.

For melaleuca forest, the highest CO2 absorption capacity (143 tons/ha) was found at the submergence depth of less than 30 cm, while the amount of CO2 absorped at the submergence depth of 30 - 60 cm was only at 123 tons/ha and >60 cm was 136 ton/ha. The results of testing multivariate regression analysis indicated that levels of submergence, BOD5 and N-NO3- in water and bulk density, and organic matter in soil, and seasonal variation showed influence on the biomass of the melaleuca forest. Key words: Peat soil, soil quality, water quality, water depth, Melaleuca biomass, CO2 accumulation v CAM KẾT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của bản thân. Ngày …… tháng …….… vi MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ.

iv CAM KẾT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. vi MỤC LỤC. vii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT. xi DANH SÁCH HÌNH.

x DANH SÁCH BẢNG. xii CHƯƠNG 1 .1 Tính cấp thiết của đề tài .2 Mục tiêu của đề tài .1 Mục tiêu tổng quát .2 Mục tiêu cụ thể .3 Giới hạn đề tài .4 Nội dung nghiên cứu.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .1 Ý nghĩa khoa học .2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .1 Đối tượng nghiên cứu .2 Phạm vi nghiên cứu .7 Điểm mới của luận án .8 Cơ sở chọn nghiên cứu. 7 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .1 Nguồn gốc cây Tràm.2 Phân bố cây Tràm .3 Giá trị của cây Tràm .4 Các nghiên cứu về sinh khối, Cacbon và CO2 rừng Tràm.5 Các nghiên cứu về đất than bùn và sinh khối rừng Tràm .1 Đất than bùn trên thế giới và ở Việt Nam.2 Các nghiên cứu về đất than bùn và sinh khối rừng Tràm .6 Các nghiên cứu về mức độ ngập và sinh khối rừng Tràm .1 Vai trò của nước đối với rừng Tràm trên đất than bùn .2 Ảnh hưởng của mức ngập và thời gian ngập đến rừng Tràm .7 VQG U Minh Hạ.1 Tình hình tài nguyên rừng .2 Cơ cấu tổ chức bộ máy hoạt động .3 Điều kiện tự nhiên.4 Các đặc điểm sinh thái, phân bố, sinh trưởng và giá trị sử dụng của cây Tràm. 33 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU .1 Phạm vi nghiên cứu .2 Đối tượng nghiên cứu .3 Phương tiện nghiên cứu ngoài thực địa .4 Thời gian nghiên cứu .2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .