Nghiên cứu đặc điểm đất ngập mặn vùng ven biển tỉnh Thái Bình làm cơ sở đề xuất biện pháp kỹ thuật khôi phục và phát triển rừng ngập mặn bền vững

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ----------------------------- ĐỖ QUÝ MẠNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐẤT NGẬP MẶN VÙNG VEN BIỂN TỈNH THÁI BÌNH LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KHÔI PHỤC VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG NGẬP MẶN BỀN VỮNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ---------------------------- LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOHỌC LÂM NGHIỆP ĐỖ QUÝ MẠNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐẤT NGẬP MẶN VÙNG VEN BIỂN TỈNH THÁI BÌNH LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT KHÔI PHỤC VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG NGẬP MẶN BỀN VỮNG Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 9620205 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGÔ ĐÌNH QUẾ Hà Nội, 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện trên cơ sở các kết quả nghiên cứu do tôi làm chủ trì tại khu vực rừng ngập mặn và bãi bồi ven biển tỉnh Thái Bình. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2018 Người viết cam đoan Đỗ Quý Mạnh ii LỜI CẢM ƠN Hoàn thành luận án này, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thái Bình, Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình, Trường Đại học Lâm nghiệp, Thầy giáo hướng dẫn khoa học cùng các chuyên gia và đồng nghiệp. Tôi xin được bày tỏ sự kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Ngô Đình Quế đã dành nhiều thời gian, công sức, tận tình hướng dẫn về chuyên môn, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, các thầy cô Khoa Lâm học, Bộ môn Lâm sinh, Phòng Đào tạo sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp đã tận tình giúp đỡ tôi về chuyên môn, góp ý, chia sẻ về học thuật để luận án được hoàn thiện. Tôi xin trân trọng cảm ơn cán bộ và nhân viên Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thái Bình, Viện Sinh thái và Bảo vệ công trình, UBND các xã ven biển, tổ bảo vệ rừng, các tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện điều tra, khảo sát, thu thập số liệu, bố trí thí nghiệm để thực hiện luận án. Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới các chuyên gia, các nhà khoa học, các tác giả của những kết quả nghiên cứu đã được trích dẫn trong luận án này. Tôi xin cảm ơn sự cộng tác của các đồng nghiệp trong quá trình điều tra khảo sát ngoại nghiệp, bố trí thí nghiệm, thu thập, xử lý, phân tích số liệu để thực hiện luận án. Xin cảm ơn gia đình tôi đã luôn cổ vũ, động viên tôi vượt qua những khó khăn để hoàn thành luận án. Tôi xin dành thành công và vinh dự này cho Bố, Mẹ - là những người thương binh, nông dân đã sinh thành, nuôi dưỡng và dạy dỗ tôi nên người./. Hà Nội, ngày10 tháng 12 năm 2018 Nghiên cứu sinh Đỗ Quý Mạnh iii MỤC LỤC Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................... vii BẢNG TÊN CÁC LOÀI CÂY TRONG LUẬN ÁN ....................................... ix DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ x DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... xii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Sự cần thiết của đề tài ................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2 2.1. Mục tiêu chung ........................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................... 2 3. Đối tượng, địa điểm và phạm vi nghiên cứu ................................................. 2 3.1. Đối tượng, địa điểm nghiên cứu ................................................................. 2 3.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...................................................... 3 4.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 3 4.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 4 5. Những đóng góp mới của luận án ................................................................. 4 6. Cấu trúc của luận án ...................................................................................... 4 Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ................................. 5 1.1. Trên thế giới ............................................................................................... 5 1.1.1. Những nghiên cứu về hiện trạng rừng ngập mặn ................................... 5 1.1.2. Những nghiên cứu về dặc điểm đất và lập địa ngập mặn ....................... 9 1.1.3. Những nghiên cứu về khôi phục và phát triển rừng ngập mặn ven biển ......................................................................................................................... 10 iv 1.2. Trong nước ............................................................................................... 13 1.2.1. Những nghiên cứu về hiện trạng rừng ngập mặn ................................................ 13 1.2.2. Những nghiên cứu về đặc điểm đất và lập địa ngập mặn ..................... 18 1.2.3. Những nghiên cứu về khôi phục và phát triển rừng ngập mặn ven biển ......................................................................................................................... 22 1.3. Nhận xét và đánh giá chung ..................................................................... 26 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 29 2.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 29 2.1.1. Đánh giá hiện trạng rừng ngập mặn vùng ven biển tỉnh Thái Bình ..... 29 2.1.2. Nghiên cứu đặc điểm đất ngập mặn vùng ven biển tỉnh Thái Bình ...... 29 2.1.3. Nghiên cứu phân chia lập địa ngập mặn và xây dựng bản đồ nhóm dạng lập địa ngập mặn tỷ lệ 1/5.000 cho khu vực nghiên cứu ....................... 29 2.1.4. Nghiên cứu bổ sung kỹ thuật trồng rừng ngập mặn tại Thái Bình ....... 29 2.1.5. Đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng ngập mặn ven biển tỉnh Thái Bình .................................................................................................................. 29 2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 29 2.2.1. Quan điểm và cách tiếp cận nghiên cứu ............................................... 29 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng ...................................... 32 2.3. Khái quát đặc điểm tự nhiên vùng ven biển tỉnh Thái Bình .................... 53 2.3.1. Đặc điểm tự nhiên ................................................................................. 53 2.4. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................ 57 2.4.1. Diện tích, dân số ................................................................................... 57 2.4.2. Thực trạng kinh tế - xã hội vùng ven biển............................................. 58 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 60 3.1. Đánh giá hiện trạng rừng ngập mặn vùng ven biển tỉnh Thái Bình ............ 60 3.1.1. Thành phần loài cây ngập mặn ............................................................. 60 3.1.2. Đặc điểm một số quần xã rừng ngập mặn ............................................ 62 v 3.1.3. Diện tích rừng ngập mặn ...................................................................... 63 3.1.4. Đánh giá sinh trưởng của một số loài cây trồng rừng ngập mặn ........ 65 3.2. Nghiên cứu đặc điểm đất ngập mặn vùng ven biển tỉnh Thái Bình ......... 70 3.2.1. Đặc điểm đất trong rừng trồng ngập mặn ............................................ 70 3.2.2. Đặc điểm đất trống ngập mặn ............................................................... 83 3.3. Nghiên cứu phân chia lập địa và xây dựng bản đồ nhóm dạng lập địa ngập mặn tỷ lệ 1/5.000 cho khu vực nghiên cứu ............................................ 86 3.3.1. Ảnh hưởng của một số yếu tố lập địa đến sinh trưởng cây trồng rừng ngập mặn ......................................................................................................... 86 3.3.2. Phân chia lập địa và nhóm dạng lập địa .............................................. 88 3.3.3. Xây dựng bản đồ nhóm lập địa ngập mặn tỷ lệ 1:5.000 cho xã Đông Long, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình ............................................................. 95 3.4. Nghiên cứu bổ sung kỹ thuật trồng RNM tại Thái Bình ....................... 102 3.4.1. Tổng kết kỹ thuật chọn giống, gieo ươm và trồng rừng một số loài cây ngập mặn tại Thái Bình ................................................................................. 102 3.4.2. Xây dựng và đánh giá kết quả mô hình trồng rừng ngập mặn trên các nhóm dạng lập địa ......................................................................................... 106 3.5. Đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng ngập mặn vùng ven biển tỉnh Thái Bình................................................................................................ 127 3.5.1. Đề xuất hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng một số loài cây ngập mặn trên các nhóm dạng lập địa .................................................................................. 127 3.5.2. Đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng ngập mặn trên các nhóm dạng lập địa ................................................................................................... 128 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................. 130 1. Kết luận ..................................................................................................... 130 2. Tồn tại ....................................................................................................... 131 3. Khuyến nghị .............................................................................................. 131 vi TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu/ Tên viết tắt Giải nghĩa đầy đủ BĐKH Biến đổi khí hậu CTTN Công thức thí nghiệm ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐBSH Đồng bằng sông Hồng ĐC Đối chứng ĐNM Đất ngập mặn Doo Đường kính gốc (cm) Dt Đường kính tán (m) FAO Tổ chức lương nông quốc tế GIZ Tổ chức Hợp tác quốc tế Đức HST Hệ sinh thái Hvn Chiều cao vút ngọn (m) ITTO Tổ chức Gỗ nhiệt đới Quốc tế IUCN Liên minh Quốc tế Bảo tồn thiên nhiên và Tài nguyên thiên nhiên Kts Kali tổng số KT-XH Kinh tế - xã hội lđl/100g Li đương lượng/100 gam MH Mô hình NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Nts Đạm tổng số oC Độ C OM Chất hữu cơ OTC Ô tiêu chuẩn PD Phẫu diện viii RNM Rừng ngập mặn UBND Ủy ban nhân dân UNDP Chương trình phát triển của Liên hiệp quốc UNEP Chương trình môi trường của Liên hiệp quốc UNESCO Tổ chức Văn hóa giáo dục của Liên hiệp quốc WWF Quỹ Quốc tế Bảo vệ thiên nhiên TMT Tổng muối tan ix BẢNG TÊN CÁC LOÀI CÂY TRONG LUẬN ÁN STT Tên Việt Nam Tên khoa học 1 Bần chua Sonneratia caseolaris (L.) Engl. 2 Bần không cánh Sonneratia apetala Buch.-Ham. 3 Bần ổi Sonneratia ovata Backer. 4 Bần trắng Sonneratia alba Sm. 5 Chà là Phoenix paludosa Roxb 6 Cóc trắng Lumnitzera racemosa Willd. 7 Cui biển Heritiera littoralis Aiton. 8 Dà vôi Ceriops tagal (Perr.) C.B.Rob. 9 Dứa dại Pandanus tectorius Sol. 10 Dừa nước Nypa fruticans Wurmb 11 Đưng Rhizophora mucronata Lam. 12 Đước đỏ Rhizophora mangle L. 13 Đước vòi Rhizophora stylosa Griff. 14 Giá Excoecaria agallocha L. 15 Mắm biển Avicennia marina (Forssk.) Vierh. 16 Mắm đen Avicennia officinalis L. 17 Mắm trắng Avicennia alba Blume. 18 Muống biển Ipomoea pes-capre (L.) Sw.Subsp.Brasiliense (L.) Ooststr. 19 Ô rô biển Acanthus ilicifolius L. 20 Phi lao Casuarina equisetifolia Forst. 21 Ráng đại Acrostichum aureum L. 22 Ráng đại thanh Acrostichum speciosum Willd. 23 Sam biển Sesuvium portulacastrum (L.) L. 24 Sú Aegiceras corniculatum (L.) Blanco. 25 Trang Kandelia obovata Sheue, H.Y. Liu & J. Yong. 26 Vẹt dù Bruguiera gymnorrhiza (L.) Lam. 27 Vẹt tách Bruguiera parviflora (Roxb.) W. et A. ex Griff. 28 Vẹt trụ Bruguiera cylindrica (L.) Blume. 29 Xu ổi Xylocarpus granatum Koening. x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích RNM trên thế giới ............................................................... 6 Bảng 1.2. Diện tích rừng ngập mặn trên thế giới tập trung ở 12 quốc gia ............ 7 Bảng 1.3. Tổng hợp diện tích RNM toàn quốc theo vùng ................................. 15 Bảng 1.4. Tổng hợp diện tích RNM toàn quốc theo tỉnh ................................... 16 Bảng 2.1. Số lượng OTC điều tra sinh trưởng RNM trồng tại Thái Bình .......... 35 Bảng 2.2. Số lượng phẫu diện, mẫu đất ngập mặn nghiên cứu .......................... 38 Bảng 2.3. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích một số tính chất lý hóa tính đất ngập mặn tại khu vực nghiên cứu ..................................................................... 39 Bảng 2.4. Thông tin chung về địa điểm các công thức thí nghiệm .................... 47 Bảng 2.5. Mô hình thí nghiệm trên nhóm dạng lập địa rất thuận lợi .................. 49 Bảng 2.6. Mô hình thí nghiệm trên nhóm dạng lập địa thuận lợi ....................... 49 Bảng 2.7. Mô hình thí nghiệm trên nhóm dạng lập địa khó khăn ...................... 50 Bảng 2.8. Diện tích, dân số tỉnh Thái Bình ....................................................... 58 Bảng 3.1. Danh lục các loài thực vật bậc cao có mạch tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình.................................................................................................................. 60 Bảng 3.2. Phân bố một số loài cây ngập mặn chủ yếu ....................................... 62 Bảng 3.3. Hiện trạng rừng và đất ngập mặn ven biển tỉnh Thái Bình ................ 64 Bảng 3.4. Sinh trưởng của rừng Bần chua, rừng Trang trên một số lập địa ngập mặn tại Thái Bình ............................................................................................. 66 Bảng 3.5. Một số chỉ tiêu lý tính đất dưới tán rừng ngập mặn ........................... 71 Bảng 3.6. Một số chỉ tiêu hóa tính đất dưới tán rừng ngập mặn ........................ 74 Bảng 3.7. Một số chỉ tiêu lý tính đất trống ngập mặn ven biển tỉnh Thái Bình .. 84 Bảng 3.8. Một số chỉ tiêu hóa tính đất trống ngập mặn ven biển tỉnh Thái Bình ......................................................................................................................... 85 Bảng 3.9. Chỉ tiêu phân loại đất ngập mặn ........................................................ 88 Bảng 3.10. Chỉ tiêu phân chia thời gian phơi bãi .............................................. 89 Bảng 3.11. Chỉ tiêu phân chia độ thành thục đất ngập mặn ............................... 89 Bảng 3.12. Chỉ tiêu tỷ lệ phần trăm cát trong đất ngập mặn .............................. 90 xi Bảng 3.13. Chỉ tiêu cao độ đất ngập mặn ven biển............................................ 90 Bảng 3.14. Chỉ tiêu hiện trạng đất và rừng ngập mặn ....................................... 91 Bảng 3.15. Tổng hợp tiêu chí phân chia lập địa đất ngập mặn tỉnh Thái Bình ... 91 Bảng 3.16. Tổng hợp các yếu tố lập địa ngập mặn tỉnh Thái Bình .................... 92 Bảng 3.17. Phân chia đất ngập mặn ven biển tỉnh Thái Bình ............................ 94 Bảng 3.18. Tổng hợp các yếu tố lập địa ngập mặn cấp xã Đông Long, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình ........................................................................................... 96 Bảng 3.19. Ma trận đánh giá độ chính xác phân loại lập địa ngập mặn ............. 99 Bảng 3.20. Diện tích lập địa phân theo các tiêu chí, chỉ tiêu sau đối soát thực địa và kiểm chứng thực tế .................................................................................... 100 Bảng 3.21. Phân chia các nhóm dạng lập địasau khi kiểm chứng thực tế ........ 101 Bảng 3.22. Bảng theo dõi sinh trưởng, tỷ lệ sống, tạo bãi ở 3 nhóm dạng lập địa sau 36 tháng quan trắc .................................................................................... 108 Bảng 3.23. Sinh trưởng đường kính gốc cây ngập mặn trên các dạng lập địa khác nhau tại xã Đông Long ................................................................................... 109 Bảng 3.24. Sinh trưởng chiều cao cây ngập mặn trên các dạng lập địa khác nhau tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình ..................................................................... 113 Bảng 3.25. Sinh trưởng đường kính tán cây ngập mặn trên các dạng lập địa khác nhau tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình ........................................................................ 117 Bảng 3.26. Tỷ lệ sống của cây Trang ở các CTTN .......................................... 120 Bảng 3.27. Tỷ lệ sống của cây Bần chua ở các CTTN .................................... 121 Bảng 3.28. Một số chỉ tiêu lý tính đất trồng rừng ngập mặn sau 36 tháng tuổi trên các nhóm dạng lập địa tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình ................................. 122 Bảng 3.29. Một số chỉ tiêu hóa tính đất trồng rừng ngập mặn sau 36 tháng tuổi trên các nhóm dạng lập địa tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình .......................... 123 Bảng 3.30. Khả năng gây bồi của RNM trên các dạng lập địa khác nhau tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình .................................................................................. 125 Bảng 3.31. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật phục hồi rừng ngập mặn tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình .................................................................................. 128 xii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Khu vực các xã có rừng và đất ngập mặn tại Thái Bình ................................ 3 Hình 1.1. Phân bố rừng ngập mặn trên thế giới .......................................................... 5 Hình 2.1. Sơ đồ các bước tiến hành nghiên cứu ....................................................... 32 Hình 2.2. Sơ đồ tuyến điều tra rừng ngập mặn tại Thái Bình ................................... 34 Hình 2.3. Số lượng phân bố OTC điều tra sinh trưởng RNM tại Thái Bình ............ 36 Hình 2.4. Sơ đồ các bước chồng ghép xây dựng bản đồ lập địa đất ngập mặn ........ 45 Hình 2.5. Vị trí 03 CTTN trồng RNM tại xã Đông Long, huyện Tiền Hải .............. 48 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí các công thức thí nghiệm mô hình trồng rừng ngập mặn trên các nhóm dạng lập địa ngập mặn .............................................................................. 51 Hình 2.7. Biến động chế độ nhiệt theo các tháng trong năm ở giai đoạn 2007 – 2016 tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình [18] ....................................................................... 54 Hình 2.8. Biến động chiều cao sóng theo các tháng trong năm ở giai đoạn 2007 - 2016 tại vùng ven biển tỉnh Thái Bình [18] .............................................................. 56 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố các chỉ tiêu sinh trưởng đường kính gốc, chiều cao cây, và đường kính tán cây Bần chua theo các độ tuổi ..............................................