Nghiên cứu khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong rừng ngập mặn trồng tại vư

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỌ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HA THI HIEN NGHIEN CUU KHA NANG TICH LUY VA TRAO DOI CARBON TRONG RUNG NGAP MAN TRONG TAI VUON QUOC GIA XUAN THUY LUAN AN TIEN Si KY THUAT HÀ NỘI, NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỌ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HA THI HIEN NGHIEN CUU KHA NANG TICH LUY VA TRAO DOI CARBON TRONG RUNG NGAP MAN TRONG TAI VUON QUOC GIA XUAN THUY Chuyên ngành: Môi trường đất và nước Mãsố: 94403 03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. NGUYÊN THỊ KIM CÚC HA NOL NAM 2019 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nao và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích đẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả luận án Hà Thị Hiền LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, NCS xin gửi lời cảm ơn tới Trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho NCS trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án tiến sĩ. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, NCS xin trân trọng gửi tới PGS. Nguyễn Thị Kim Cúc, người đã luôn đành thời gian, tâm sức để hướng dẫn và đưa ra những định hướng đúng đắn cho NCS và nhờ đó luận án được hoàn thành đúng tiến độ. NCS xin gửi lời biết ơn chân thành đến GS.

Cyril Marehanđ, người đã hướng dẫn NCS viết và hoàn thiện các bài báo khoa học. Cảm ơn các nhà khoa học trong và ngoài Trường Đại học Thủy lợi đã giúp NCS hoàn thiện luận án. NŒ§ cũng xin được gửi lời cam ơn chân thành đến các thầy cô và đồng nghiệp ớ Khoa Môi trường, đặc biệt là Bộ môn Quản lý Môi trường và Bộ môn Hóa học đã giúp đỡ N€Œ§ trong suốt quá trình nghiên cứu. Cảm ơn các cán bộ thuộc Vườn Quốc gia Xuân Thúy, trạm Thủy văn Ba Lạt và các em sinh viên đã luôn đồng hành cùng NCS.

Một số thí nghiệm của luận án được hoàn thành với hỗ trợ từ đề tài nghiên cứu khoa học thuộc Quï Khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED, ma số 105.17, chủ nhiệm đề tài PGS. Nguyễn Thị Kim Cúc). Một phần kinh phí hoàn thiện luận án được hỗ trợ từ nguồn học bổng chính phủ theo dé 4n 911. Cuối cùng, NCS xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thành viên trong gia đình đã đành thời gian và điều kiện tốt nhất giúp NCS tập trung hoàn thành luận án.

i DANH MUC CAC HINH ANH 000.occcosecesesesessceses senses estes ase seeesateteceteeetstteesitatieieateneca iv 028189879). vii DANH MUC CAC TU VIET TAT VA GIAI THÍCH THUẬT NGỮ. _ Tính cấp thiết cúa để tài. Ăc TT HH HH HH HH HH HH tiên 1 2.

_ Mục tiêu nghiÊn CỨU.Lc LH TH ng BE rrk 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiÊn cứU. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiÊn CỨU.

Ăn HH ng KH ryy 3 4. Nội dung nghiên cứu 5. _ Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. li S4(cỚäaaadddiAÝŸỶ.

Cấu trúc luận án. 21k 6 CHUGNG1 TONG QUAN CAC NGHIEN CUU VE TICH LUY VA TRAO DOI CARBON TRONG RỪNG NGẬP MẶN .1 Giới thiệu chung về rừng ngập mặn. ch nh HH HH HH tư 7 1.2 Tổng quan các nghiên cứu về tích lũy carbon trong rừng ngập mặn.3 Tổng quan các nghiên cứu về trao đối carbon trong rừng ngập mặn. 28 CHUONG2 DJA DIEM VA PHUGNG PHAP NGHIÊN CỨU.1 Địa điểm nghién Cu.

cc ccccecccseecesceesescssescseecsesssvstevessvevssvvssensserensees 30 22 Đối tượng nghiên cứu.3 Thời gian nghiÊn CỨU.L LH TH ng BE Ert 32 24 Phương pháp nghiên CỨU. -cQn TT key 35 2.1 Xác định cấu trúc rừng ngập mặn trỒng.2 Xéc dinh sinh khéi va carbon tich Ifiy trong CAY wee eee 36 2.3 Xác định carbon trong lượng rơi của rừng ngập mặn và lượng rơi mang ra vùng nước ven bờ. nh ng KH KT BE 38 2.4 Xác định carbon tích lũy dưới mặt GAC occ ccccccccccececccescceeseesscesecsetsecstesees 39 2.5 Xác định đòng khi CO? phat thai tir méi truong đất vào không khí.6 Xác định các tính chất lí hóa của đất.7 Xác định khí CO: phát thải tử môi trường nước vào không khí. Xác định các tính chất lí hóa của HƯỚC.

ST nS SE SH nhe 47 2.9 Phương pháp tính carbon mang vào và mang ra khỏi rừng ngập mặn.10 Phuong phap chuyén gØla.11 Phương pháp phân tích và thống kê số liệu.5 Kết luận chương 2. 52 CHƯƠNG3 KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .1 Sinh khếi trên mặt đất của rừng ngập mặn.1 Cấu trúc và mật độ rừng ngập mặn.2 Phương trình tương quan giữa sinh khối và kích thước cây.3 Tích lũy sinh khối và carbon của rừng ngập mặn trồng theo dé tudi.4 Tếc độ tích lũy sinh khối trên mặt đất của rừng ngập mặn.2 Năng suất lượng rơi của rừng ngập mặn.1 Lượng rơi trong rừng ngập mặm. Lượng rơi dịch chuyển ra vùng nước xung quanh.3 Carbon tích lũy đưới mặt đất của rừng ngập mặn .1 Carbon tich liiy trong sinh Kh6i 16 ooo. ceccccec cece eeceeteecneteceteeeseteeees 71 3.2 Carbon tích lũy trong đất của rừng ngặp mặn.

Tốc độ tồn lưu carbon đưới mặt đất.- c cc TT ST HH Hy 34 3.4 Sự phát thải khí COa từ đất rừng ngập mặn vào khí quyền.1 Các tính chất lí hóa của đất.42 Ảnh hưởng của nồng độ TOC và nhiệt độ tới sự biến động đòng khí CO2 94 3.3 Ảnh hưởng của các tính chất lí hóa của đất tới biến động của đòng khí COa ụ. Ảnh hưởng của lớp màng sinh học và chế độ thủy triều tới sự biến động của dòng khí C2. HT ng kg ki 104 3.5 Sự trao đối carbon giữa rừng ngập mặn và môi trường nước xung quanh.1 Các tính chất lí hóa của đòng nước triều vào và ra khỏi rừng ngập mặn 108 3.2 Sự phát thái COa từ giao điện nước — khí quyền trong rừng ngập mặn. Mối quan hệ giữa carbon mang vào và mang ra khỏi rừng ngập mặn với độ lớn và lưu lượng thủy triỀU.- 5s St HE HH1 HH ng 122 3.6 Chu trinh carbon trong rừng ngập mặn .7 Kết luận chương 3.

2T S222 2111212111211111211111 211 sa 131 KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ._ Những kết quả đạt được của luận án.-- HH kh rrt 132 2. Những đóng góp mới của luận ắn. Những hạn chế của luận án và định hướng nghiên cứu tiếp theo. CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BÓ.

Q0 2S HH HH HH ng tro 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 22222 cán nh sen key crsssecss. T36 iil DANH MỤC CÁC HÌNH ÁNH Hình 1. Phân bế điện tích RNM ở các vĩ độ khác nhau trên thể giới.

So sánh carbon tích lũy dưới mặt đất của một số loại rừng khác nhau trên thế 5. Biến động điện tích RNM tại Việt Nam từ năm 1943 đến năm 2015. Sản phẩm năng suất RNM. Bản đồ khu vực nghiên cứu và vị trí lấy mẫu tại RNM thuộc VQGXT.

Nhiệt độ, lượng mưa và chu kì thủy triểu của hai tháng đo đạc thực địa tại rừng Trang năm 20 [6. eee rere Họ HH nh TK kh v về 34 Hình 2. Hình ảnh xác định kích thước cây và lấy mẫu sinh khối cây tại RNM. Hình các mẫu sinh khối thực vật sau sấy tại phòng thí nghiệm.

Luong roi thu trên ô lưới trong rừng Trang và lượng rơi mang ra khỏi rừng 1í. Hình ánh lấy mẫu đất RNM và đất trống tại hiện trường. Hình ảnh mẫu rễ sếng và rễ chết trong một phẫu điện đất. Đo dòng khí COa phát thái từ giao điện dat — khéng khi trade va sau khi loai bỏ lớp màng sinh học (biofilm) trên bề mặt đất.

Do dong khí COa hòa tan trong nước và các tính chất lí hóa của nước tại hiện 1". Mặt cắt ngang của lạch triều sử dụng để tính tốc độ đòng và lưu lượng nước xà ri 8i 0ì IIIPIaải4. Biểu đồ tần suất phân bế đường kính thân của cây Trang 18 - 20 tuổi. Mối tương quan giữa Dos2H (cm2.m) và Wi,xp, Ws&s, Wr (g) cla cay Trang.

Bnet KH KH ki gìn TT KH 58 Hình 3. Mối quan hệ giữa sinh khối thành phần, sinh khối tổng và tuỗi rừng. Biến động năng suất lượng rơi của rừng Trang của các tháng trong hai năm nghiên cứu từ 20 L6 - 20 18. TH ky 66 Hình 3.

Năng suất sản phẩm lượng rơi trong hai năm nghiên cứu (20 16 - 2018). Giá trị OC trong sản phẩm lượng rơi của rừng Trang (18 - 20 tuổi). Biến động lượng rơi mang ra khỏi rừng Trang (18 - 20 tuổi) của các tháng trong hai năm nghiÊn CỨU.-- - - - Ă TS vn 1E TT KT HT TK 69 1V Hình 3. Carbon trong sản phẩm lượng rơi mang từ RNM ra vùng nước xung quanh.

Bnet KH KH ki gìn TT KH 70 Hinh 3. Phan bé ham lượng carbon hữu cơ (OC) trong sinh khối rễ theo độ sâu của đất lì ễäd. Tổng sinh khối rễ trong rừng Trang 1§-20 tuổi. Mỗi quan hệ giữa tỉ lệ T⁄R và tuổi rừng.

Sự phân bố hàm lượng carbon hữu cơ theo độ sâu trong đất RNM. Tương quan giữa carbon tích lũy trong đất và trong rễ theo độ sâu. Phân bố hàm lượng carbon và dung trọng đất của đất RNM (18 tuổi) và đất "mộ 4ä. Carbon tích lũy đưới mặt đất của rừng Trang trồng và đất trống.

Mối tương quan giữa hàm lượng carbon tích lũy trong rễ sống, trong rễ chết và †rong đât VỚI TUỔI TỪnE. các HH nn TH TT KT Tà KT kg vn cry 83 Hình 3. Mối tương quan giữa carbon tích lũy đưới mặt đất và tuổi rừng. Biến động thành phần hạt trong đất rừng Trang 18 tuổi và đất trống.

Đồ thị phân tích thành phần chính các mối tương quan giữa các thông số lí Ôn GAL. eee ố ốốốố ốc. Biến động dòng CO; phái thải khi có và không có lớp màng sinh học tại đất RNM và đất trống vào hai mùa trong năm.- St 22212113 11111211111 11121111 tre 95 Hình 3. Mối quan hệ giữa thông số nhiệt độ đất và biến động dòng CO2 phát thải khi có và không có lớp màng sinh học vào hai mùa trong năm.--- cà cà Sccssssse 96 Hình 3.

Đồ thị phân tích thành phần chính các tính chất lí hóa của đất và đòng khí CO2z đo được tại giao điện đất — không khí. Nông độ chlorophyll-a trong lớp đất bề mặt. -- nhe re 105 Hình 3. Các tính chất lí hóa của nước triều trong lạch vào chu kì nước lớn.

Các tính chất lí hóa của nước triều trong lạch vào chu kì nước ròng. So sánh các tính chất lí hóa của nước triều mang vào và mang ra khỏi rừng Trang tại các mực nước triều khác nhau vào hai mùa trong năm.