luận văn sư phạm chuyên ngành sinh học Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của Cóc Vàng (Lumnitzera racemosa Willd.) ở xã Giao Lạc Giao Thủy Nam Định

luận văn sư phạm chuyên ngành sinh học Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của Cóc Vàng (Lumnitzera racemosa Willd.) ở xã Giao Lạc Giao Thủy Nam Định Rừng ngập mặn (RNM) (Mangrove) là một hệ sinh thái phong phú và đa dạng, có năng suất cao, ở vùng cửa sông ven biển. Ở các nước nhiệt đới, nơi có khí hậu nóng ẩm, đất ngập nước thường xuyên, giàu mùn, phù sa và chịu ảnh hưởng của thủy triều lên xuống hàng ngày, rừng phát triển mạnh mẽ vào có ý nghĩa vô cùng quan trọng cả về môi trường lẫn kinh tế. RNM không chỉ là nguồn cung cấp các lâm sản có giá trị như gỗ, than, củi, dược liệu, tanin...mà còn là nguồn thức ăn, là nơi sống, nơi sinh sản của nhiều loài động vật: tôm, cua, chim nước, ong...RNM còn là nơi du lịch sinh thái có tiềm năng lớn, góp phần phát triển kinh tế xã hội. Bản thân cây rừng ngập mặn đã là một trong các dạng tài nguyên thiên nhiên có khả năng tái tạo, với sự quần tụ của bao loài sinh vật khác, từ những loài động vật không xương sống kích thước nhỏ đến những loài động vật có xương sống kích thước lớn, từ những loài sống trong nước biển đến những sinh vật sống trên cạn. Điều đó nói lên rằng, RNM không chỉ là nơi cư trú mà còn là nơi cung cấp nguồn dinh dưỡng, hỗ trợ cho sự tồn tại và phát triển phong phú của các quần thể sinh vật ven cửa sông ven biển, nơi ương ấp những cơ thể non của nhiều loài sinh vật biển, nơi duy trì đa dạng sinh học cho biển (Mohamed Rao, 1971; Frusher, 1983) 38. Rừng ngập mặn là bức tường xanh có tác dụng to lớn trong việc bảo vệ bờ biển, bờ sông, điều hòa khí hậu, hạn chế xói lở, mở rộng diện tích lục địa, hạn chế sự xâm nhập mặn, bảo vệ đê điều, đồng ruộng nơi sống của người dân ven biển trước sự tàn phá của gió bão, nước biển dâng. Từ những năm 1960 người ta đã công nhận vai trò hết sức quan trọng của RNM đóng góp vào năng suất vùng cửa sông, ven biển, một trong hệ sinh thái có năng suất sinh học cao nhất. Những chỉ tiêu về sinh khối và năng suất sơ cấp RNM nói lên vai trò quan trọng của sinh vật sản xuất trong lưới thức và chuỗi thức ăn vùng cửa sông ven biển thông qua dòng năng lượng xác hữu cơ thực vật, đặc biệt là chức năng của RNM liên quan đến tài nguyên thủy sản (Sơ đồ chức năng của RNM liên quan đến tài nguyên thủy sản, theo Kapetsky, theo Phan Nguyên Hồng ( 1986) 11). Tuy nhiên ở nhiều nước nhiệt đới, hàng năm RNM bị chặt phá khoảng 1%, chủ yếu do khai thác quá mức, đô thị hóa, công nghiệp hóa...( Nora, F.Y.T và cs, 2000) ,( theo Đ.V. Tấn, 2003) 24. Cũng nằm trong tình trạng chung đó, một phần RNM Việt Nam đã bị chặt phá làm đầm nuôi tôm và nguy cơ mất rừng là rất lớn, vào khoảng gần 20% mỗi năm ( Trần Văn Ba, 2003), ( theo Đào Văn Tấn, 2003) 24. Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn cho thấy, năm 1943 diện tích RNM của Việt Nam là trên 400.000 ha, đến năm 1996 còn 290.000 ha và 270.000 ha vào năm 2006 39. Những năm gần đây các địa phương đã có nhiều cố gắng trồng và khôi phục lại RNM và đã đạt được một diện tích đáng kể. Rừng ngập mặn được khôi phục đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và cân bằng sinh thái. Tuy nhiên RNM ở miền Bắc nước ta vẫn còn kém đa dạng về tổ thành. Các loài cây được trồng chủ yếu là trang ( Kandelia candel (L) Druce, đâng (Rhizophora stylosa BL.), vẹt dù ( Bruguiera gymnorrhiza (L) Lam), bần chua ( Sonneratia caseolaris(L) Engl ).. trong đó có trang là loài được trồng chủ yếu. Vì vậy có những nghiên cứu không chỉ nâng cao chất lượng rừng mà còn tăng đa dạng rừng ngập mặn miền Bắc Việt Nam. Từ lâu người ta đã thấy rằng RNM ở miền Bắc nghèo nàn và cằn cỗi hơn ở niềm Nam Việt Nam là vì miền Bắc mùa đông lạnh nhiều ( Phan Nguyên Hồng (1997) 5 . Những nghiên cứu về đặc điểm sinh thái, phân bố của hệ thực vật và thảm thực vật ven biển miền Bắc Việt Nam cho thấy khí hậu chỉ là một nhân tố có tác động đến tích chất và sự phân bố của cây ở đây. Vì vậy để làm tăng đa dạng rừng ngập mặn miền Bắc cần phải nghiên cứu sự thích nghi của cây ngập mặn với điều kiện sinh thái nơi đây, đặc biệt là thích hợp với yếu tố đất. Trong điều kiện hiện nay, Trái Đất ấm dần lên, hiện tượng nước biển dâng cao làm cho diện tích đất nhiễm mặn gia tăng thì cây ngập mặn, loài cây thích nghi với môi trường đất lầy mặn được xem như nguồn gen chịu mặn quý, giúp cải tạo đất lầy. Trong đó, Cóc Vàng ( Lumnitzare racemosa Willd.) được xem là một trong các loài cây ngập mặn như vậy. Cóc Vàng ( Lumnitzare racemosa Willd.) phân bố chủ yếu ở các cây rừng ngập mặn trong miền Nam, Phan Nguyên Hồng (1990) cho rằng loài Cóc Vàng là loài chịu được độ mặn cao trung bình từ 1530‰. Về tần suất ngập triều và độ thành thục đất thì loài Lumnitzare racemosa Willd. phân bố ở mức ngập triều từ 3,5m ( Phan Nguyên Hồng Vai trò của rừng ngập mặn Việt Nam Kỹ thuật trồng rừng (1997) 4 , trên vùng đất bán thuần thục đến gần thuần thục. ( Quần xã Cóc Vàng ( Lumnitzare racemosa Willd.), Dà vôi ( C.tagal) thường xuyên mọc trên bãi bồi cao, đất tương đối chặt, và ngập nước triều không thường xuyên). Có nghĩa là loài này có thể sinh trưởng trên cả vùng đất mới bị hoang hóa, thành phần dinh dưỡng nghèo, cấp hạt đất chủ yếu là hạt cát (thể nền bùn cát). Cho đến nay những nghiên cứu về loài cây này còn rất ít, miền Bắc hầu như chưa có. Để góp phần nghiên cứu khả năng sinh trưởng của loài này khi đưa từ miền Nam ra trồng ở Giao ThủyNam Định và nhằm nâng cao hiệu quả rừng trồng đóng góp vào đa dạng quần xã của RNM của miền Bắc, chúng tôi chọn đề tài Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của Cóc Vàng (Lumnitzera racemosa Willd.) ở xã Giao Lạc Giao Thủy Nam Định 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng của cây Cóc Vàng ở các độ tuổi1,5,8,12 tuổi đóng góp sự hiểu biết thêm về đặc điểm sinh học, sinh thái của cây. Phục vụ cho việc trồng và khôi phục RNM có hiệu quả, nâng cao đa dạng sinh học của hệ sinh thái vùng ven biển. Nghiên cứu ảnh hưởng của thể nền đến cây Cóc Vàng....qua đó xác định điều kiện thể nền thích hợp cho sự tái sinh của cây ở giai đoạn còn non. Nghiên cứu sự biến động sinh khối cá thể và quần thể qua các độ tuổi của cây làm cơ sở khoa học cho việc khai thác, sử rụng hợp lí nguồn tài nguyên RNM một cách bền vững 3. Nội dung nghiên cứu 3.1: Nghiên cứu sinh trưởng của cóc vàng 1 tuổi 3.2: Nghiên cứu sinh trưởng của cóc vàng ở 2 môi trường 3.2.1: Sinh trưởng của cóc vàng ở môi trường ngập ít 3.2.1.1: Sinh trưởng của cóc vàng ở môi trường ngập ít mọc dày 3.2.1.1.1: Sinh trưởng của cóc vàng 5 tuổi 3.2.1.1.2: Sinh trưởng của cóc vàng 8 tuổi 3.2.1.1.3: Sinh trưởng của cóc vàng 12 tuổi 3.2.1.2: Sinh trưởng của cóc vàng ở khu vực ngập ít và mọc thưa 3.2.1.2.1: Sinh trưởng của cóc vàng 5 tuổi 3.2.1.2.2: Sinh trưởng của cóc vàng 8 tuổi 3.2.1.2.3: Sinh trưởng của cóc vàng 12 tuổi 3.2.2: Sinh trưởng của cóc vàng ở khu vực trên cạn 3.2.2.1: Sinh trưởng của cóc vàng 5 tuổi 3.2.2.2: Sinh trưởng của cóc vàng 8 tuổi 3.2.2.3: Sinh trưởng của cóc vàng 12 tuổi 3.3: Nghiên cứu sinh khối tổng số và sinh khối bộ phận của quần thể cóc vàng 3.4. Nghiên cứu diệp lục trên lá ở các khu vực khác nhau 3.4.1. Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực trên cạn 3.4.1.1: Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực trên cạn trong bóng 3.4.1.2: Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực trên cạn ngoài sáng 3.4.2. Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực ngập ít và mọc dày 3.4.2.1: Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực ngập ít và mọc dày trong bóng 3.4.2.2: Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực ngập ít và mọc dày ngoài sáng 3.4.3.Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực mọc thưa 3.4.3.1: Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực mọc thưa trong bóng 3.4.3.2: Nghiên cứu diệp lục trên lá ở khu vực mọc thưa ngoài sáng CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Nghiên cứu về sinh trưởng của cây RNM 1.1.1. Trên thế giới Là một lĩnh vực khá rộng được đề cập tương đối nhiều trong các công trình nghiên cứu của tác giả trên thế giới. Công trình nghiên cứu về cây ngập mặn có hệ thống và tương đối hoàn chỉnh của Gollay, Odum và Wilson tiến hành tại Puerto Rico từ năm 1958 (theo Hoàng Thị Hà (2000) 2 . Khi nghiên cứu tăng trưởng, hầu hết các tác giả đều đặt trong mối liên quan với các nhân tố sinh thái như: độ mặn, nhiệt độ, chất nền,... Walter và Steiner (1936) (theo Phan Nguyên Hồng, 1999 ) 10. Khi nghiên cứu sự phát triển của cây con trong họ đước ( Rhizophoraceae) cho rằng chúng duy trì nồng độ muối thấp hơn cây mẹ, đặc biệt là lá. Điều này được giải thích như một cơ chế bảo vệ phôi. Năm 1959, Steru và Voigh , (theo Hoàng Thị Hà, 2000) 2 tiến hành nghiên cứu độ mặn của môi trường đến sinh trưởng của cây đâng đã kết luận cây sinh trưởng tốt ở độ mặn tương đối với độ mặn nước biển. Schorlander (19621966) , (theo L.T.V. Lan, 1998 ) 14 cũng công bố về công trình nghiên cứu sinh trưởng của cây đâng ( Rhizophora stylosa BL) ở độ mặn trung bình (½ độ mặn nước biển) và ở độ mặn này cây sinh trưởng tốt nhất. Macne (1986) khi nghiên cứu ở Queensland thuộc Australia cho rằng trên bãi lầy có lầy có lượng phù sa ít, nghèo chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ đá vôi, quặng thì rừng ngập mặn thấp và cằn cỗi (theo L.V. Lan, 1998) 14. Năm 1969, Connor 36 công bố công trình nghiên cứu sinh trưởng của cây mắm biển trong dung dịch có độ mặn khác nhau và đưa ra nhận xét: cây mắm có khả năng sống ở độ mănk cao nhưng không sinh trưởng tốt ở ½ độ mặn nước biển (theo Hoàng Thị Hà, 2000 ) 2. 1.1.2. Ở Việt Nam Sau năm 1975, nhiều nghiên cứu cây ngập mặn ở Việt Nam được tiến hành ngoài thực địa Đỗ Hữu Ất (1984) 1 đã nghiên cứu tăng trưởng chiều cao đường kính đếm số cây trong ô thí nghiệm ở những vị trí khác nhau, tác giả còn nghiên cứu tăng trưởng của chồi và rễ chống. Phạm Thanh Phương 1985 21 , tiến hành theo dõi tăng trưởng của đước đôi (Rhizophora apiculata (L.), Druce) trồng trên nhiều loại địa hình khác nhau và cho thấy: trong cùng một độ tuổi của, cây mọc ở dạng địa hình ngập triều trung bình có chiều cao và đường kính trung bình, độ tăng trưởng cao hơn cây mọc ở độ ngập triều cao. Cùng năm tuổi, cùng chế độ ngập triều, cùng dạng địa hình nhưng thành phần đất khác nhau, độ lún khác nhau thì tốc độ tăng trưởng chiều cao và đường kính cũng khác nhau. Nguyễn Hoàng Trí, (1986) 25, nghiên cứu tốc độ tăng trưởng của cây đước (Rhizophraapiculata) ở rạch Bà Bường Cà Mau cho thấy tốc độ tăng trưởng trung bình của gỗ thân là 0,85m năm (chiều cao); 0,75cmnăm (đường kính). Tốc độ tăng trưởng mùa mưa cao hơn mùa khô do mùa mưa hoạt động sinh lý của cây thuận lợi hơn. Phan Nguyên Hồng (1991) 7 về sinh thái thảm thực vật ngập mặn Việt Nam, phần nghiên cứu tăng trưởng của cây ngập mặn, tác giả đã sử dụng phương pháp của Lugo và Snedker (1975) để tăng trưởng gỗ, thân, rễ chống và chồi ngọn, còn cho thấy khả năng tăng trưởng về chiều cao và đường kính phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất đất, địa hình, thủy triều, mật độ cây,... Mai Sỹ Tuấn (1992) 29 trong công trình nghiên cứu về phản ứng sinh lý, sinh thái của cây mắm con lấy giống từ Hà Tĩnh về trồng trong môi trường có độ mặn khác nhau cho thấy sinh trưởng được ở các độ mặn khác nhau kể cả độ mặn rất cao (150‰ độ mặn nước biển) nhưng tăng trưởng chiều cao đường kính giảm dần khi độ mặn nước biến tăng. Nguyễn Đức Tuấn (1995) 31 nghiên cứu tăng trưởng của cây đâng trồng ở Hà Tĩnh thấy điều kiện tự nhiên ở khu vực nghiên cứu có ảnh hưởng thuận lợi cho quá trình sinh trưởng nên chỉ tiêu sinh trưởng chiều cao nhanh. 1.2. Nghiên cứu sinh khối cây RNM Sinh khối là tổng lượng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm theo trọng lượng khô, được tính bằng tấn trên ha. Sinh khối gồm tổng lượng trọng lượng khô của thân, cành, lá, hoa, quả, rễ trên và dưới mặt đất. Nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn có ý nghĩa rất lớn trong việc đánh giá năng suất, chất lượng, quản lí và sử dụng rừng ngập mặn. Đã có rất nhiều công trình của các tác giả khác nhau nghiên cứu về sinh khối tại nhiều vùng trên thế giới. 1.2.1. Trên thế giới Golley.F.B và cộng sự (1962) đã nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn tự nhiên ở Peuto Pico với đối tượng cây đước đỏ (Rhizophra mangle (L.), Druce) và đến năm 1975 Ong và cộng sự nghiên cứu sinh khối (Rhizophora brevistyla L.) ở Panama. Ở châu Á, Aksornkoae.S. và cộng sự 41 nghiên cứu sinh khối rừng đước (Rhizophora apiculata(L.), Druce) cao nhất với 710.9 tấnha, vẹt dù ( Bruguiera gymnorrhiza(L) Lam) là 243.575 tấnha thấp nhất là Xylocarpus chỉ có 20,1 tấnha. Với đối tượng rừng trồng, Akasornkoae. S, (1982) 22 đã nghiên cứu rừng đước (Rhizophora apiculata BL) ở giai đoạn 6 tuổi cho 50 tấnha ở 10 tuổi là 103,13 tấnha, ở 15 tuổi là 206.25 tấnha nghiên cứu tiến hành tại Chanthaburi. Hiroyuki. T và cs (2000) 41 đã nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của rừng ngập mặn ở Matang, Malaysia có kết quả là 316 tấnha cao nhất là 558 tấnha ở ven sông thấp nhất là 144 tấnha ở nơi gần đất liền. Hầu hết các tác giả đều tập trung nghiên cứu sinh khối trên mặt đất và cho thấy sinh khối trên mặt đất phụ thuộc vào lập địa, loài cây, chịu ảnh hưởng của tuổi rừng, lịch sử và hình thái (Lugo.A.E và Snedaker và cs, 1974, thành phần loài địa phương, khí hậu, cấu trúc rừng, trầm tích và các tính chất như chất dinh dưỡng, độ mặn và nhiệt độ (Clough.B.F và cs, (1992) . (theo Hoàng Thị Hà, 2000) 2