Nghiên cứu mơ hình hóa ảnh hưởng độ ngập (do biến đổi khí hậu) đến hệ sinh thái rừng ngập mặn Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định Trần Xuân Sinh Trung tâm nghiên cứu tài nguyên môi trường Luận văn ThS ngành: Môi trường phát triển bền vững Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Kim Cúc Năm bảo vệ: 2012 Abstract Xác định mối quan hệ đặc điểm mơi trường vật lí vùng với hệ thống rừng ngập mặn Phân tích, đánh giá quan hệ tương tác điều kiện địa hình đến hệ sinh thái rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu Nghiên cứu yếu tố tác động đến phân bố hệ thực vật rừng ngập mặn, tập trung vào chế độ ngập Thiết kế xây dựng mơ hình tốn mơ diễn biến diễn rừng ngập mặn Mơ hình hóa diễn biến rừng ngập mặn tác động ảnh hưởng điều kiện môi trường Keywords Hệ sinh thái; Rừng ngập mặn; Môi trường; Biến đổi khí hậu; Vườn Quốc gia Xuân Thủy Content MỞ ĐẦU Nóng lên tồn cầu vấn đề ghi nhận vài thập kỷ trở lại Tuy nhiên tiềm ẩn tác động tiêu cực tới sinh vật hệ sinh thái Biến đổi khí hậu (BĐKH), hệ nóng lên tồn cầu, làm tổn hại lên tất thành phần môi trường sống nước biển dâng cao, gia tăng hạn hán, ngập lụt, thay đổi kiểu khí hậu, gia tăng loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nước ngọt, suy giảm đa dạng sinh học gia tăng tượng khí hậu cực đoan Nghiên cứu mơ hình hóa ảnh hưởng độ ngập (do biến đổi khí hậu) đến hệ sinh thái rừng ngập mặn phần nghiên cứu mơ hình động thái rừng ngập mặn theo thay đổi điều kiện môi trường mà tham số định đến diễn biến hệ sinh thái rừng ngập mặn gồm có nhiều yếu tố như: độ mặn, điều kiện ngập, khí hậu, thổ nhưỡng Hiện nghiên cứu mơ hình hóa dự đốn động thái rừng ngập mặn có thay đổi điều kiện môi trường Việt Nam tiến hành khu vực phía Nam, Vườn Quốc gia Xuân Thủy vấn đề mới, mơ hình hóa ảnh hưởng độ ngập với kịch biến đổi khí hậu Xuất phát từ thực tiễn trên, học viên tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu mô hình hóa ảnh hưởng độ ngập (do biến đổi khí hậu) đến hệ sinh thái rừng ngập mặn Vườn Quốc gia Xuân Thủy, tỉnh Nam Định” CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Rừng ngập mặn 1.1.1 Khái niệm rừng ngập mặn phân bố chúng Theo Phan Nguyên Hồng (1999), rừng ngập mặn sống vùng chuyển tiếp môi trường biển đất liền, tác động nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tồn phân bố chúng Các ngập mặn có biên độ thích nghi rộng với khí hậu, đất, nước, độ mặn Rừng ngập mặn phân bố chủ yếu vùng xích đạo nhiệt đới hai bán cầu Tuy nhiên số lồi mở rộng khu phân bố lên phía bắc tới Bermuda (32020’ Bắc) Nhật Bản (31022’ Bắc) trang, vẹt dù, đâng, có vàng… Giới hạn phía nam ngập mặn New Zealand (38003’ Nam) phía nam Australia (38043’ Nam) Ở vùng khí hậu mùa đơng lạnh nên thường có lồi mắm biển sinh trưởng 1.1.2 Nguồn gốc rừng ngập mặn Việt Nam Theo Phan Nguyên Hồng (1999), số loài ngập mặn biết ven biển Nam Bộ phong phú (100 lồi), sau đến ven biển Trung Bộ (69 loài) cuối ven biển Bắc Bộ (52 lồi) Có sai khác số lồi khác đặc điểm địa lý, khí hậu thủy văn Theo số nhà nghiên cứu, trung tâm hình thành ngập mặn Indonesia Malaysia (Chapman, 1976) từ phát tán nơi khác Theo Phan Nguyên Hồng (1991), vận chuyển nguồn giống vào Việt Nam chủ yếu dòng chảy đại dương dòng ven bờ Gió mùa Tây Nam vào mùa hè đưa dịng chảy mang nguồn giống từ phía Nam lên, đến vĩ độ 12 dịng chảy chuyển hướng khơi nên số lồi khơng phát tán đến bờ biển phía Bắc Chính mà nhiều lồi phong phú phía Nam như: bần trắng, bần ổi, dà, dưng, đước, vẹt trụ, vẹt tách, dừa nước, mắm đen, mắm trắng… khơng xuất miền Bắc Cũng số lồi trơi biển thời gian vài tháng vào bờ biển vịnh Bắc Bộ, thời kỳ sinh trưởng chúng trung vào mùa đông nên không tồn (Hồng, 1991) Nguyễn Mỹ Hằng Phan Nguyên Hồng (1996) theo dõi sinh trưởng số loài thuộc họ Đước đước, đưng, vẹt trụ, vẹt tách, dà vôi, dà quánh chuyển từ Cần Giờ - thành phố Hồ Chí Minh trồng thí nghiệm Thạch Hà - Hà Tĩnh khơng có kết Trong thời kỳ nóng, ẩm sinh trưởng nhanh lồi họ miền Bắc, vào mùa đông năm đầu héo sau đâm cành tiếp tục sinh trưởng, đến mùa đông năm sau chết mòn phần 1.1.3 Những nhân tố sinh thái cần thiết cho rừng ngập mặn sinh trƣởng phát triển Rừng ngập mặn sinh trưởng phát triển tốt nơi có yếu tố sau (Chapman, 1976): 1.1.3.1 Chất đất Các bãi lầy có phù sa chứa nhiều chất dinh dưỡng nước triều mang vào điều kiện tốt cho RNM sinh trưởng phát triển vùng ven biển nhiều cát, phù sa nơi có nhiều sỏi đá số loài ngập mặn sống thấp bé, cịi cọc Ví dụ đước mũi Cà Mau (tỉnh Cà Mau) có tốc độ tăng trưởng 0,8 - 1m/năm chiều cao, 0,6 - 0,8 cm/năm đường kính (Hồng cs, 1999) Trong tốc độ tăng trưởng loài vùng vịnh Cam Ranh (Khánh Hịa) nơi có nhiều cát đạt 0,4 - 0,6m/năm; thấp phân cành nhiều 1.1.3.2 Địa hình Những vùng ven biển, cửa sơng có nhiều đảo che chắn ngồi, bờ biển thoai thoải, chịu ảnh hưởng bão, thuận lợi cho ngập mặn sinh trưởng phân bố rộng 1.1.3.3 Độ mặn đất nước Nhiều loài ngập mặn phát triển tốt nơi có độ mặn trung bình 1,5 - 2,5%, Tuy nhiên có số thích nghi với vùng nước lợ có độ mặn thấp (0,5 - 1%) dọc cửa sông bần chua, dừa nước, ô rô Nhìn chung độ mặn cao thấp q, nhiều lồi sinh trưởng khơng bình thường 1.1.3.4 Nhiệt độ Các loài ngập mặn sinh trưởng tốt vùng nhiệt độ trung bình năm o 20 C, biến đổi Ở miền Bắc nước ta có có mùa đơng lạnh, RNM to, số lồi ít, tốc độ tăng trưởng chậm Cịn Nam Bộ nhiệt độ trung bình năm 24 - 27oC, dao động nên rừng có nhiều to, tăng trưởng nhanh, thành phần loài phong phú Với biến động nhiệt độ mạnh mẽ vào màa đông năm vừa qua (2008-2011) nhiều diện tích rừng ngập mặn, đặc biệt diện tích phân bố loài Bần chua (Sonneratia caseolaris) bị suy giảm sức khỏe chết 1.1.3.5 Nước triều Những vùng cửa sơng, ven biển có nước triều lên xuống hàng ngày cung cấp chất dinh dưỡng độ ẩm cho bãi lầy, thích hợp cho sinh trưởng ngập mặn (Ajmalkhan cs, 2002) bãi ngập sâu ngập, sinh trưởng chí chết bị ngập liên tục nhiều ngày sú, vẹt, đâng, trang bị qy đầm tơm 1.1.3.6 Dịng nước Dịng nước từ sơng cung cấp phù sa chất dinh dưỡng khác cho Nước pha loãng độ mặn nước biển, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển 1.1.3.7 Lượng mưa Cũng loài khác, ngập mặn cần nước mưa, đặc biệt thời kỳ hoa, kết quả, hình thành trụ mầm Khi nảy mầm cần nước làm giảm độ mặn đất Nơi mưa nhiều, phát triển mạnh, nơi mưa cằn cỗi Ví dụ Inisơphai (Ơxtrâylia) có lượng mưa 3500 - 4000mm/năm ngập mặn phát triển tốt, rừng có tới 92 lồi Cịn Iran lượng mưa ít, nhiệt độ cao, RNM có lồi mắm biển (Avicennia marina) Cây cao - 5m 1.1.4 Một số đặc điểm sinh học loài ngập măn 1.1.4.1 Hệ rễ mặt đất Một số ngập mặn điển đước, vẹt, trang, bần, mắm thường có hệ rễ phát triển Ngồi rễ đất, có thêm rễ mặt đất, đảm nhiệm chức hô hấp giúp đứng vững điều kiện bùn lầy nhão, không ổn định 1.1.4.2 Quả trụ mầm Quả hạt ngập mặn đặc biệt Ở đước, vẹt, trang, dà thuộc họ Đước hạt nảy mầm mẹ thành phận dài, dính liền với gọi trụ mầm có đủ phận tương lai Khi trụ mầm chín, tách khỏi rụng xuống, cắm vào bùn mọc thành Có loại hạt nảy mầm mẹ trụ mầm nằm sú, sau rụng xuống bùn mọc tiếp sú, mắm dừa nước Đó tượng “nửa sinh con” Các có quả, hạt thơng thường giá, rơ, bần hạt chín rơi xuống đất nảy mầm thành 1.1.4.3 Các nhóm ngập mặn Các ngập mặn thích nghi với chế độ nước mặn theo cách khác Có thể chia làm nhóm sau: Nhóm tiết muối ngồi; Nhóm tích tụ muối 1.1.5 Diễn sinh thái RNM khu vực nghiên cứu a Diễn nguyên sinh quần xã ngập mặn với vai trị tiên phong lồi mắm biển - Giai đoạn tiên phong mắm biển: - Giai đoạn hỗn hợp - Giai đoạn vẹt dù chiếm ưu - Giai đoạn diễn cuối Khu vực nghiên cứu diễn sinh thái giai đoạn hỗn hợp với phát triển nhanh loài trang, sú, mắm biển dần bị tỉa thưa tự nhiên thay loài khác b Diễn nguyên sinh quần xã ngập mặn với vai trị tiên phong lồi bần chua - Giai đoạn tiên phong loài bần chua: - Giai đoạn hỗn hợp bần chua - sú - trang - vẹt dù - ô rô: - Giai đoạn thối hóa Theo giai đoạn diễn nguyên sinh VQG Xuân Thủy, cửa sông quần hợp bần chua mọc bãi bồi phía sơng, đất cịn nhão, ngập triều thấp, tán bần chua loài sú, cốc kèn, trag, cỏ ngạn vậy, quần hợp nằm giai đoạn hỗn hợp ưu thuộc bần chua 1.2 Biến đổi khí hậu hệ sinh thái RNM 1.2.1 Biến đổi khí hậu nước biển dâng giới Có hai ngun nhân gây mực nước biển tăng giãn nở nhiề đại dương (nước giãn nở chiếm nhiều không gian ấm lên) tan chảy băng Tuy nhiên mực nước biển thay đổi không đồng toàn đại dương giới: Một số vùng tốc độ dâng cao vài lần tốc độ trung bình tồn cầu số vùng khác lại hạ thấp Trong thập kỷ vừa qua, mực nước biển dâng nhanh vùng phía Tây Thái Bình Dương phía Đơng Ấn Độ Dương Bảng: Các kịch NBD so với thời kỳ 1890 - 1999 Các mốc thời gian kỷ 21 Kịch 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Thấp (B1) 11 17 23 28 35 42 50 57 65 Trung bình (B2) 12 17 23 30 37 46 54 64 75 Cao (A1FI) 12 17 24 33 44 57 71 86 100 Nguồn: Bộ Tài ngun Mơi trường, 2009 1.2.2 Biến đổi khí hậu nước biển dâng Việt Nam Ở Việt Nam khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,70 C, mực nước biển dâng khoảng 20 cm Hiện tượng El - Nino La - Nina ngày tác động mạnh mẽ tới Việt Nam Biến đổi khí hậu thực làm cho thiên tai đặc biệt bão lũ, hạn hán ngày ác liệt Theo tính tốn nhiệt độ trung bình Việt Nam tăng lên 30 C mực nước biển dâng tới m vào năm 2100 Theo đánh giá Ngân hàng giới, Việt Nam nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng biến đổi khí hậu nước biển dâng vùng đồng sơng Hồng sông Cửu Long bị ngập nặng Nếu mực nước biển dâng m có khoảng 10% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp, Tổn thất GDP khoảng 10% Nếu nước biển dâng m có khoảng 25% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp tổn thất GDP lên tới khoảng 25% khoảng 40 nghìn km đồng ven biển Việt Nam bị ngập hàng năm , 80% diện tích thuộc tỉnh Đồng Sơng Cửu Long bị ngập hồn tồn * Các kịch nước biển dâng Việt Nam Theo Bộ Tài nguyên Môi trường, kịch phát thải khí nhà kính lựa chọn để tính toán, xây dựng kịch nước biển dâng cho Việt Nam kịch phát thải thấp (kịch B1), kịch phát thải trung bình nhóm kịch phát thải trung bình (kịch B2) kịch phát thải cao nhóm kịch phát thải cao (kịch A1FI) Các kịch nước biển dâng xây dựng cho bảy khu vực bờ biển Việt Nam, Bảng 1: Mực nƣớc biển dâng theo kịch phát thải trung bình (cm) Năm Khu vực 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Móng Cái - Hịn Dáu 7-8 11-12 15-17 20-24 25-31 31-38 36-47 42-55 49-64 Hòn Dáu - Đèo Ngang 7-8 11-13 15-18 20-24 25-32 31-39 37-48 43-56 49-65 Đèo Ngang - Đèo H Vân 8-9 12-13 17-19 23-25 30-33 37-42 45-51 52-61 60-71 Đèo Hải Vân - Mũi Đ Lãnh 8-9 12-13 18-19 24-26 31-35 38-44 45-53 53-63 61-74 Mũi Đại Lãnh - Mũi Kê Gà 8-9 12-13 17-20 24-27 31-36 38-45 46-55 54-66 62-77 Mũi Kê Gà - Mũi Cà Mau 8-9 12-14 17-20 23-27 30-35 37-44 44-54 51-64 59-75 Mũi Cà Mau - Mũi KG 9-10 13-15 19-22 25-30 32-39 39-49 47-59 55-70 62-82 Nguồn: Bộ Tài nguyên Môi trường, 2011 * Nguy ngập Kết xác định vùng có nguy bị ngập theo mực nước biển dâng cho thấy: Nếu mực nước biển dâng m, khoảng 39% diện tích đồng sơng Cửu Long, 10% diện tích đồng sơng Hồng 2,5% diện tích thuộc tỉnh ven biển miền Trung có nguy bị ngập Khu vực thành phố Hồ Chí Minh có nguy bị ngập 20% diện tích: Bảng 2: Diện tích có nguy bị ngập theo mực nƣớc biển dâng (% diện tích) Đồng sơng Mực nƣớc dâng Ven biển miền TP Hồ Chí Đồng sơng Hồng Quảng (m) Trung Minh Cửu Long Ninh 0,5 4,1 0,7 13,3 5,4 0,6 5,3 0,9 14,6 9,8 0,7 6,3 1,2 15,8 15,8 0,8 1,6 17,2 22,4 0,9 9,2 2,1 18,6 29,8 10,5 2,5 20,1 39 1,2 13,9 3,6 23,2 58,8 1,5 19,7 5,3 28,1 78,5 29,8 7,9 36,2 92,1 Nguồn: Bộ Tài nguyên Môi trường, 2011 1.2.3 Một số ảnh hƣởng BĐKH đến hệ sinh thái RNM 1.2.3.1 Nƣớc biển dâng Có kịch phản hồi rừng ngập mặn trước tác động nước biển dâng: a) Khơng có thay đổi tương đối mực nước biển: Khi mực nước biển khơng ảnh hưởng tới bề mặt rừng ngập mặn, tính chất đáy, độ mặn, tần số, thời gian ngập yếu tố khác định quần xã ngập mặn tồn liên tục mép rừng ngập mặn vị trí b) Mực nước biển giảm đi: Khi mực nước biển bị giảm tương đối so với bề mặt rừng ngập mặn, khiến rừng ngập mặn di chuyển phía biển Rừng ngập mặn mở rộng sang hai bên, làm dịch chuyển môi trường sống ven biển khác đến khu vực tiếp giáp với rừng ngập mặn, độ cao thấp so với bề mặt ngập mặn phát triển điều kiện thủy văn (thời gian, độ sâu tần suất ngập) thích hợp cho việc thành lập rừng ngập mặn c) Mực nước biển tăng tương đối: Nếu mức nước biển tăng tương đối so với bề mặt ngập mặn, rừng ngập mặn có xu hướng tiến biển xa khỏi đất liền; phân vùng loài (diễn sinh thái vùng) có hướng di chuyển vào nội địa để trì thời gian thích ứng chúng, tần số mức độ ngập nước; phía biển, ngập mặn suy thoái, lạch thủy triều mở rộng d) Q trình di chuyển RNM vào đất liền thơng qua tái sinh tự nhiên Tùy thuộc vào khả loài ngập mặn cá thể đơn lẻ, ngập mặn xâm chiếm môi trường sống với tốc độ tương đương với tốc độ tăng lên tương đối mực nước biển, độ dốc vùng đất liền kề diện trở ngại phía đất liền 1.2.3.2 Biến đổi độ mặn Ngoài mực nước biển dâng vượt diện tích đất ngập lụt ven biển, nước mặn xâm nhập sâu vào vùng nước sông nguồn nước ngầm Những tượng tăng cường tác động bão, đặc biệt bão kết hợp với triều cường Khi mực nước biển tăng lên, nước mặn xâm nhập trực tiếp vào sông Hiện tượng xâm nhập mặn không hậu nước biển dâng, mà cộng hưởng từ thay đổi lưu lượng xả sông Thay đổi lưu lượng nước sông phần kết biến đổi khí hậu Mực nước biển tăng gia tăng áp lực lên tầng ngậm nước dẫn đến nước tầng bị nhiễm mặn 1.4 Đặc điểm khu vực nghiên cứu Vườn quốc gia Xuân Thủy nằm phía Đơng Nam huyện Giao Thủy tỉnh Nam Định có tọa độ địa lý sau: Từ 20o10’ đến 20o15’ vĩ độ Bắc 106o20’ đến 106o32’ kinh độ Đơng Phía Đơng Bắc giáp Sơng Hồng, Phía Tây bắc giáp vùng dân cư xã: Giao Thiện, Giao An, Giao Lạc, Giao Xuân, Giao Hải - huyện Giao Thủy tỉnh Nam Định Phía Đơng Nam Tây Nam giáp biển đơng * Địa hình: Khu vực VQG Xn Thủy có địa hình phẳng , dốc từ Bắc xuống Nam, kiểu bãi triều bồi tụ mạnh Độ cao trung bình từ 0,5 đến 0,9 m, đặc biệt Cồn Lu có nơi cao tới 1,2m đến 1,5m Địa hình vùng bãi triều bị phân cắt Sơng Vọp Sơng Trà Địa hình Cồn chắn cửa sông Cồn Lu, Cồn Ngạn, Cồn Mờ (Cồn Xanh) có dạng đảo nhỏ hình cánh cung quay lưng biển Địa hình bãi triều lầy rừng ngập mặn thấp, rộng thoải, phân bố hai hệ cồn cát Hệ thống lạch triều hoạt động có xu hướng vng góc, đổ vào lạch triều theo hướng Đơng Bắc - Tây Nam Địa hình đáy biển có phân dị theo hướng dọc bờ, địa hình ngồi biển dốc (1 - 20) Trước năm 2000, thiếu quy hoạch, nên việc phát triển nuôi tôm, vạng, vùng cồn Ngạn, bãi Trong cồn Lu phát triển tự phát ạt, quy mô phương thức nuôi đa dạng, chủ yếu quảng canh, mở rộng diện tích Cho nên, phá hủy phần lớn nơi cư trú loài vùng ven biển Tuy nuôi trồng thủy sản tương đối tập trung hoàn toàn phụ thuộc vào nước triều mà khơng có hệ thống xử lý chất thải dư thừa dẫn đến nhiều đầm bị tù đọng, nước đầm lưu thông, khiến cho chất lượng nước đầm nuôi biến đổi theo chiều hướng xấu 1.5 Tổng quan mơ hình rừng ngập mặn Trên giới, nghiên cứu thích ứng lồi sinh vật với điều kiện môi trường qua xây dựng mô hình sinh thái nói chung phát triển rộng rãi vài thập niên gần Mỗi mô hình xây dựng thích ứng với điều kiện mơi trường địa lý đặc thù, xuất phát từ đặc tính q trình sinh thái hoàn toàn đặc trưng riêng biệt vùng địa lý cụ thể Một số mơ hình sinh thái rừng tiêu biểu giới kể sau: • JABOWA • FORET • LINKAGES • ForClim • LANDIS Đối với rừng ngập mặn, giới chưa có nhiều mơ hình sinh thái mơ động lực rừng ngập mặn Chỉ có mơ hình xây dựng mơ hình dùng để mô khu rừng ngập mặn Nam Mỹ vùng Amazon • Mơ hình FORMAN • Mơ hình KiWi • SELVA-MANGRO CHƢƠNG II NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Các nội dung nghiên cứu 2.1.1 Điều tra, khảo sát, đo đạc đánh giá trạng thực vật rừng ngập mặn Phân bố loài sinh trưởng thực vật RNM phụ thuộc chặt chẽ vào yếu tố: cao trình (theo mức độ ngập), độ mặn nhiệt độ môi trường * Đo đạc quan trắc điều kiện môi trường * Khảo sát đo đạc trạng thực vật rừng ngập mặn * Đánh giá trạng rừng VQG Xuân Thủy 2.1.2 Xác định áp dụng số kịch biến đổi khí hậu nước biển dâng - Tổng quan kịch BĐKH nước biển dâng giới Việt Nam; - Phân tích, kế thừa kết tính tốn biển đổi thể (độ ngập) dựa kịch biến đổi mực nước biển trung bình kịch nước biển dâng đến năm 2100; - Thừa kế từ nghiên cứu khác kết xây dựng đồ mực nước, theo kịch nước biển dâng đến năm 2100; - Mơ mơ hình số độ cao địa hình khu vực nghiên cứu tương ứng với kịch nước biển dâng 2.1.3 Xây dựng quy hoạch phân bố RNM đến năm 2100 - Căn pháp lý, khoa học để xây dựng quy hoạch - Kết phương án quy hoạch rừng ngập mặn đến năm 2030, 2050, 2100 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu Trong nghiên cứu, phương pháp sử dụng mô tả sau: 2.1.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp thông tin Tập hợp, tổng hợp tài liệu điều kiện môi trường vùng nghiên cứu, tài liệu diễn biến phân bố hệ thực vật rừng ngập mặn vùng; 2.1.2 Phương pháp khảo sát, đo đạc trường Tiến hành khảo sát thực địa, đo đạc xác định vùng mẫu thí nghiệm, thành lập thí nghiệm ngồi trường Điều tra khảo sát, thu thập tài liệu 2.1.3 Phương pháp kế thừa Nghiên cứu thừa kế kết nghiên cứu đề tài thực với nội dung địa điểm để tận dụng kết cho mục tiêu nghiên cứu đề tài Ở kế thừa mơ hình CGMM (Nguyễn Hồng Anh, 2011) Kế thừa kết tính tốn biển đổi thể (độ ngập) dựa kịch biến đổi mực nước biển trung bình kịch nước biển dâng đến năm 2100 đề tài "Nghiên cứu tác động mực nước biển dâng biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái rừng ngập mặn cộng đồng dân cư vùng ven biển đồng sông Hồng" Kế thừa kết nghiên cứu khảo sát khác VQG Xuân Thủy 2.1.4 Phƣơng pháp lập trình, phần mềm MATLAB Lập trình mơ q trình diễn biến rừng ngập mặn theo biến động yếu tố môi trường sử dụng ứng dụng phần mềm MATLAB CHƢƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Hiện trạng rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu 3.1.1 Thành phần loài khu vực nghiên cứu Tại khu vực nghiên cứu, phần lớn diện tích rừng ngập mặn rừng trồng với mục tiêu chính, ban đầu chương trình trồng phát triển rừng bảo vệ bờ biển Với mục tiêu đó, thành phần loài, thiết kế kỹ thuật trồng rừng theo hướng tích cực cho mục tiêu đề Để sớm đạt mục tiêu bảo vệ rừng lồi trang (K candel) chọn lồi chính, chiếm tỷ lệ lớn thành phần loài Và để đảm bảo việc bảo vệ bờ biển nhanh nhất, mật độ trồng tương đối cao (70cm x 70cm) Với tốc độ tái sinh tự nhiên nhanh (sau năm tuổi, hầu hết có khả hoa, kết thực nhiệm vụ trì nịi giống) Vì lý đó, mà mật độ vùng nghiên cứu cao 3.1.2 Đặc điểm sinh trƣởng lồi khu vực nghiên cứu Tại khu vực nghiên cứu, CNM đo đếm theo tiêu: số lượng lồi, đường kính ngang ngực (với trang đường kính chiều cao 0,3m; bần chua đường kính chiều cao 1,3 m), chiều cao vút ngọn, đường kính tán, chiều cao tán, kết thể bảng a Đường kính thân Tại VQG Xuân Thủy rừng trồng với mật độ cao, nên ảnh hưởng cạnh tranh cao, làm cho trình sinh trưởng CNM bị chậm lại Các nhóm từ - tuổi có đường kính thân tương đối đồng đều, giá trị trung bình đường kính thân dao động khoảng 5,38 cm đến 7,34 cm Nhóm có độ tuổi nằm ngồi khoảng có khoảng đường kính lớn nhỏ hẳn (đường kính thân trung bình nhóm 1, 8, tuổi 0,67 cm; 14,5 cm 14,5 cm) b Chiều cao thân Giữa nhóm tuổi CNM khơng có khác biệt nhiều giá trị chiều cao, nhóm tuổi có giá trị trung bình thấp (45,70 cm), nhóm tuổi có giá trị chiều cao trung bình cao (180,77 cm), nhóm tuổi chia làm dải, dải gồm nhóm tuổi chó chiều cao thấp 50 cm, dải gồm nhóm từ đến tuổi có chiều cao trung bình từ 110 đến 150 cm, nhóm cịn lại có tuổi lớn có chiều cao trung bình lớn 50 cm Như nhóm tuổi có khác biệt rõ chiều cao thân đường kính thân (ví dụ nhóm 8, tuổi có chiều cao trung bình thấp nhóm 4, tuổi đường kính thân lại cao hẳn nhóm khác) c Mật độ Trong nhóm tuổi, nhóm tuổi có mật độ thấp khoảng 3.700 cây/ha Trong nhóm tuổi cây, mật độ 3, 4, 8, có mật độ cao hẳn nhóm khác (mật độ nằm khoảng 15.000 – 20.000 cây/ha) Nhóm 5, tuổi nhóm đời đầu (sau trồng khoảng năm) mật độ thấp nhiều so với nhóm sinh bố mẹ Đây ảnh hưởng tỉa thưa tự nhiên ô đo d Sinh khối Theo kết tính tốn sinh khối cho lồi nghiên cứu, bần chua có số lượng khơng nhiều sinh khối tương đối lớn, khu vực nghiên cứu bần chua lồi có sinh khối lớn lớp tuổi Kết đo cho thấy sinh khối bần chua thời điểm điều tra (2012) khoảng 300 tấn/ha, gấp 1,5 lần trang Ở VQG Xuân Thủy, loài Bần trồng xen với trang (cây trồng chủ đạo để chắn sóng, bảo vệ bờ biển) phát triển tương đối mạnh cho đời hệ Mặc dù phát triển thành trưởng thành tác động yếu tố nhiệt độ, từ năm 2008 đến nhiều diện tích Bần trưởng thành bị chết suy thối 3.2 Kết mơ hình Trong đề tài này, xây dựng mô hình sinh thái mơ diễn biến phân bố rừng ngập mặn Mơ hình thiết lập nhờ tích hợp nhiều bước thực hiện: từ việc áp dụng số liệu thống kê điểm không gian để xác định phương trình tương quan sinh trưởng thực vật với giá trị điều kiện môi trường đặc thù, áp dụng lý thuyết hệ thống phân cấp để thiết kế thứ tự vận hành chương trình mơ hình, sau xây dựng mơ hình Các mơ chạy cho 110 năm (1990-2100) tồn diện tích vùng rừng ngập mặn bãi bồi ven biển từ đê Trung ương đến độ sâu m nước biển giai đoạn Thời gian lựa chọn cho việc bắt đầu thực mơ hình mơ vùng cịn diện tích nhỏ thực vật ngập mặn, tồn khơng tập trung Q trình mô thể mạnh từ sau năm 1996-1998 diện tích đáng kể, tập trung ngập mặn trồng vùng Mô dựa tác động lẫn yêu tố thay đổi mực nước biển cạnh tranh không gian cá thể ngập mặn Trên sở nghiên cứu mơ hình phát triển sinh thái khu vực đề xuất quy hoạch phát triển rừng ngập mặn vùng nghiên cứu với diện tích vị trí phát triển rừng cho giai đoạn từ 2011-2100: - Giai đoạn 2011-2030: Giữ vững diện tích rừng bảo vệ nghiêm ngặt (1.206 ha) tăng cường trồng phục hồi rừng khu vực ni trồng thủy sản có (với kế hoạch trồng 177 phục hồi 659 RNM) - Giai đoạn 2030 - 2050: tiếp tục mở rộng diện tích rừng bảo vệ nghiêm ngặt, đẩy mạnh trồng rừng phục hồi rừng (đến năm 2030 có 2.042 đất rừng bảo vệ 1.581 đất rừng trồng phục hồi) - Giai đoạn 2050 - 2100: mở rộng diện tích rừng bảo vệ nghiêm ngặt, đẩy mạnh trồng rừng (đến năm 2100 có 3.623 đất rừng bảo vệ 1.109 đất rừng phục hồi) KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài điề u tra hiê ̣n tra ̣ng rừng ta ̣i khu vực VQG Xuân Thủy với các chỉ tiêu lâm sinh (D, H, N, sinh khố i…), kế t quả đánh giá là RNM vùng nghiên cứu có dấu hiệu suy thối tiếp tục trở lên nghiêm trọng tương lai, số lượng chất lượng Khả tái sinh thực vật rừng có diễn chậm so với tốc độ suy thoái Kế t quả cha ̣y mô hinh chỉ sự suy giảm về mâ ̣t độ cá thể sinh khối ̀ loài theo thời gian Thành phần loài khu vực nghiên cứu cịn nghèo nàn, có lồi thực vật (2 lồi ngập mặn thức: Bần chua, Trang 01 lồi ngập mặn gia nhập Sú) Số lượng loài Trang chiếm ưu tuyệt đối mật độ dày trồng với mục đích giữ đất, chắn sóng, bảo vệ bờ biển Đề tài đề xuất quy hoạch rừng theo kịch nước biển dâng mốc thời gian 2030, 2050, 2100 diện tích theo thứ tự tương ứng là: 2.042 ha; 3.623 ha; 4.732 ha, chia làm giai đoạn sau: - Giai đoạn 2011-2030: Giữ vững diện tích rừng bảo vệ nghiêm ngặt (1.206 ha) tăng cường trồng phục hồi rừng khu vực ni trồng thủy sản có, đến năm 2030 vùng cso 3.623 đất rừng ngập mặn - Giai đoạn 2030 - 2050: tiếp tục mở rộng diện tích rừng bảo vệ nghiêm ngặt, đẩy mạnh trồng rừng phục hồi rừng, đến năm 2050 vùng có 3.623 đất rừng ngập mặn - Giai đoạn 2050 - 2100: mở rộng diện tích rừng bảo vệ nghiêm ngặt, đẩy mạnh trồng rừng, đến năm 2100 vùng có 4.732 đất rừng ngập mặn KHUYẾN NGHỊ Xây dựng Quy hoạch chi tiết trồng quản lý rừng ngập mặn VQG Xuân Thủy Nghiên cứu đề xuất trồng thêm nhiều loài phù hợp với điều kiện khí hậu vùng Nghiên cứu đề xuất phương án tỉa thưa để tạo khoảng trống cho trình tái sinh RNM tự nhiên Cần nghiên cứu xây dựng ngân hàng lưu giữ bảo tồn loài thực vật tồn phát triển khu vực Xây dựng khung pháp lý, chế sách để hỗ trợ công tác bảo tồn phát triển rừng ngập mặn Tiếp tục có nghiên cứu mơ hình hóa ảnh hưởng yếu tố mơi trường đến biến động sinh trưởng phát triển loài CNM khắp địa bàn nước Tiế p tu ̣c có những nghiên cứu để thử nghiê ̣m k ết mơ hình VQG Xuân Thủy References Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Mơi trường, 2009 Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Bộ Tài nguyên Mơi trường, 2011 Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam Nguyễn Thị Kim Cúc (2004) Xã hội học thực vật ngập mặn xã Thụy Trường, huyện Thái Thụy, Tỉnh Thái Bình Nguyễn Văn Cư (1984) Đặc điểm dao động mực nước vùng ven bờ biển Việt Nam, Tuyển tập khoa học Trái đất Nguyễn Đức Cự (1996) Biến động đất ướt ngập triều vùng cửa sông châu thổ sông Hồng, Tạp chí khoa học Trái đất Lê Diên Dực (2009) Quản lý hệ sinh thái đất ngập nước Tài liệu đào tạo cao học (CRES) Lưu Đức Hải (2009) Cơ sở khoa học môi trường, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội "Nguyễn Mỹ Hằng Phan Nguyên Hồng (1995) Tìm hiểu ảnh hưởng nhiệt độ thấp đến sinh trưởng số lồi họ Đước (Rhizophraceae) trồng thí nghiệm, Hội thảo quốc gia phục hồi quản lý hệ sinh thái rừng ngập mặn Việt Nam, Hải Phịng." Nguyễn Hồn (1996) Nghiên cứu biến đổi địa hình trình hình thành cồn bãi khu vực cửa sơng Hồng (cửa Ba Lạt), Viện địa lý, Trường ĐHKHTN 10 Phạm Hoàng Hộ (1960) Sinh thái địa vật ngập nước 11 Phan Nguyên Hồng (1984) Đánh giá tài nguyên hệ sinh thái rừng ngập mặn vai trò rừng nguồn hải sản, Hội thảo khoa học Hệ sinh thái rừng ngập mặn 12 Phan Nguyên Hồng (1984) Kết điều tra hệ thực vật rừng ngập mặn Việt Nam, Hội thảo khoa học hệ sinh thái rừng ngập mặn Việt Nam, 13 Phan Nguyên Hồng (1999) Rừng ngập mặn Việt Nam, Nxb Nông nghiệp 14 Phan Nguyên Hồng (1991) Đánh giá tác động nhân tố sinh thái đến phân bố RNM 15 Phan Nguyên Hồng (1991) Sinh thái thảm rừng ngập mặn Việt Nam, Luận án tiến sỹ Khoa học sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 16 Phan Kế Lộc, Nguyễn Tiến Hiệp (1998) Một số dẫn liệu thực vật Khu bảo tồn Xuân Thủy, 17 Nguyễn Phương Nga (1980) Bước đầu nghiên cứu chế độ nước số loài CNM 18 Lê Thi Phương (1980) Bước đầu tìm hiểu số đặc điểm sinh thái ngập mặn liên quan tới chế độ muối 19 Vũ Trung Tạng (1993) Các hệ sinh thái cửa sông Việt Nam, Nxb Khoa học Kỹ thuật 20 Trần Thục, Dương Hồng Sơn (2012) Nước biển dâng tác động đến Việt Nam, 21 Đặng Trung Tấn (1994) Diễn biến lâm sinh loại hình sử dụng đất rừng ngập nước Minh Hải 22 Đào Văn Tấn Trần Văn Ba (2004) Ảnh hưởng nhiệt độ thấp đến sinh trưởng tỷ lệ sống Bần chua (Sonneratia caseolaris) trồng Giao Thủy, Nam Định 23 Trung tâm kỹ thuật cơng nghê địa chính, Báo cáo chun đề Chuyển đổi cấu sử dụng hợp lý tài nguyên khu vực vườn quốc gia Xuân Thủy, 24 Mai Sỹ Tuấn, Phan Nguyên Hồng, (1984) Một số đặc điểm sinh thái loài chi Mắm 25 Mai Sỹ Tuấn (1995) Ảnh hưởng độ mặn đến nảy mầm, sinh trưởng quang hợp mắm biển (Avicennia marina) 26 UBND tỉnh Nam Định (2004) Quy hoạch quản lý bảo vệ phát triển Vườn Quốc gia Xuân Thuỷ, Tiếng Anh 27 Berger, U and H Hildenbrandt (2000) A new approach to spatially explicit modelling of forest dynamics: spacing, ageing and neighbourhood competition of mangrove trees 28 Berninger, F and E Nikinmaa (1997) Implications of varying pipe model relationships on scots pine growth in different climates 29 Botkin, D B (1993) Forest dynamics An Ecological Model Oxford University Press 30 Chapman V J (1976) Mangrove vegetation, Auckland University NewZealand 31 Chen, R and R R Twilley (1998) A gap dynamic model of mangrove forest development along gradients of soil salinity and nutrient resources Journal of Ecology 86, 37-51 32 Ellison, J (1993) Mangrove Retreat with Rising Sea-level Bermuda, Estuarine Coastal and Shelf Science, 37: 75-87 33 Islam M.R (2004) Where Land Meets the Sea: A Profile of the Coastal Zone of Bangladesh Dhaka: University Press Limited 34 Luan, J., R I Muetzelfeldt, and J Grace (1996) Hierarchical approach to forest ecosystem simulation Ecological Modelling 86, 37 35 Mladenoff, D and W Baker (1999) Spatial modeling of forest landscape change: approaches and applications Cambridge University Press 36 Hoang Anh Nguyen (2011) A model for predicting mangrove forest dynamics under variable environmental conditions - A Case study of the Estuary of Dongnai - Saigon River system, Vietnam 37 Semeniuk, V (1994) Predicting the Effect of Sea-level Rise on Mangroves in Northwestern Australia Journal of Coastal Research, 10(4): 1.050-1.076 ... đổi thể (độ ngập) dựa kịch biến đổi mực nước biển trung bình kịch nước biển dâng đến năm 2100 đề tài "Nghiên cứu tác động mực nước biển dâng biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái rừng ngập mặn cộng... nhiễm mặn 1.4 Đặc điểm khu vực nghiên cứu Vườn quốc gia Xn Thủy nằm phía Đơng Nam huyện Giao Thủy tỉnh Nam Định có tọa độ địa lý sau: Từ 20o10’ đến 20o15’ vĩ độ Bắc 106o20’ đến 106o32’ kinh độ Đơng... mặn, giới chưa có nhiều mơ hình sinh thái mơ động lực rừng ngập mặn Chỉ có mơ hình xây dựng mơ hình dùng để mô khu rừng ngập mặn Nam Mỹ vùng Amazon • Mơ hình FORMAN • Mơ hình KiWi • SELVA-MANGRO