Tiến Sĩ Nghiên cứu cơ sở khoa học và kỹ thuật gây trồng một số loài cây ngập mặn trên nền cát, đá, sỏi, vụn

LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam theo chương trình đào tạo nghiên cứu sinh khóa 22, giai đoạn 2010 - 2014.
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, bộ phận Đào tạo Sau đại học – Ban Đào tạo sau đại học và hợp tác quốc tế, Viện khoa học lâm nghiệp Nam Bộ, Tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó.
Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến GS.TSKH. Đỗ Đình Sâm, PGS.TS Viên Ngọc Nam với tư cách là người hướng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian và công sức để chỉ bảo, hướng dẫn tận tình giúp tác giả hoàn thành luận án này.
Xin chân thành cảm ơn tới Ths Kiều Mạnh Hà, Ths. Lê Thanh Quang, Ks. Bùi Thị Nga, Ths. Nguyễn Khắc Điệu và các bạn đồng nghiệp đã cùng tham gia khảo sát, theo dõi thí nghiệm, thu mẫu trong quá trình thực hiện đề tài, để tác giả hoàn thành luận án.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các đơn vị ở một số địa phương như: Hạt Kiểm Lâm Cụm Đảo Hòn Khoai (Cà Mau), Hạt Kiểm Lâm huyện Kiên Hải và Vườn quốc gia Phú Quốc (Kiên Giang), Chi cục Kiểm Lâm Sóc Trăng, Trà Vinh, Vườn quốc gia Côn Đảo, UBND xã Tam Thanh, Phú Quý (Bình Thuận), Vườn quốc gia Núi Chúa (Ninh Thuận), UBND thị xã Cam Ranh, Khu Bảo tồn biển vịnh Nha Trang, UBND xã Ninh Ích- huyện Ninh Hòa, UBND xã Vạn Thạnh- huyện Vạn Ninh, UBND thị trấn Trường Sa, xã Sinh Tồn và xã Song Tử Tây, huyện đảo Trường Sa (Khánh Hòa), UBND huyện Sông Cầu (Phú Yên), Chi cục Lâm nghiệp tỉnh Bình Định, đã cung cấp những thông tin cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả triển khai các mô hình thí nghiệm và thu thập số liệu ngoài hiện trường.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới người thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn động viên tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới những sự giúp đỡ quý báu đó.
Tác giả

Hoàng Văn Thơi

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii
LỜI CẢM ƠN iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN vii
DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN ÁN . .ix
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH TRONG LUẬN ÁN .xii
PHẦN MỞ ĐẦU 1
1. Sự cần thiết của luận án 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 2
4. Những đóng góp mới của luận án 3
5. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu 3
6. Giới hạn phạm vi nghiên cứu 3
7. Bố cục luận án 4
Chương 1. TỔNG QUAN VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5
1.1 Các nghiên cứu trên thế giới 5
1.1.1 Về thành phần loài và phân bố 5
1.1.2 Nghiên cứu về lập địa và phân chia lập địa 6
1.1.3 Các nghiên cứu về sinh lý, sinh thái cây ngập mặn 9
1.1.4 Các nghiên cứu về kỹ thuật gieo ươm 12
1.1.5 Các nghiên cứu về kỹ thuật trồng rừng 13
1.2 Các nghiên cứu trong nước 16
1.2.1 Thành phần loài và phân bố 16
1.2.2 Nghiên cứu về lập địa và phân chia lập địa 17
1.2.3 Các nghiên cứu về sinh lý, sinh thái cây ngập mặn 20
1.2.4 Các nghiên cứu về kỹ thuật gieo ươm 23
1.2.5 Các nghiên cứu về kỹ thuật trồng rừng 24
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.1. Nội dung nghiên cứu 29
2.2. Phương pháp nghiên cứu 29
2.2.1. Quan điểm và phương pháp tiếp cận 29
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể 30
2.2.3. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 38
Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 39
3.1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 39
3.2. Địa hình, thảm thực vật 40
3.3. Khí hậu 41
3.4. Thủy văn, thủy triều 42
3.5. Nhận xét và đánh giá chung 43
3.5.1. Thuận lợi 43
3.5.2. Khó khăn 43
Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44
4.1.Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo vùng biển phía Nam 44
4.1.1.Thành phần, phân bố cây ngập mặn theo khu vực nghiên cứu 45
4.1.1.1.Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo vùng ĐBSCL 45
4.1.1.2. Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo vùng ĐNB 48
4.1.1.3. Thành phần, phân bố cây ngập mặn tại các đảo Nam Trung Bộ 52
4.1.2.Thành phần và phân bố cây ngập mặn theo thể nền 59
4.1.3. Nhận xét về thực vật RNM tại các đảo VBPN 62
4.1.4. Đề xuất loài gây trồng trên nền cát, sỏi, đá, vụn san hô 63
4.2.1.Kết quả khảo sát thủy triều khu vực các đảo vùng biển phía Nam 64
4.2.2. Kết quả khảo sát về thể nền 69
4.2.3. Đặc điểm thể nền một số điểm khảo sát điển hình 75
4.2.4. Đặc điểm lý, hóa tính đất tại các điểm khảo sát 78
4.2.5. Kết quả theo dõi về bão và áp thấp nhiệt đới 82
4.2.6. Nhận xét về lập địa các điểm nghiên cứu 83
4.2.7. Xây dựng bảng phân chia lập địa cho vùng ven các đảo phía Nam 84
4.3. Đặc điểm sinh học, sinh thái các loài cây lựa chọn 88
4.3.1. Đặc điểm sinh học, sinh thái các loài cây đề xuất gây trồng 88
4.3.2. Đặc điểm các quần xã RNM có loài cây lựa chọn phân bố 90
4.4. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật gieo ươm 98
4.4.1. Đặc điểm trụ mầm của các loài cây lựa chọn 98
4.4.2. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật gieo ươm 102
4.5. Kết quả nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật trồng rừng 112
4.5.7. Đề xuất hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng ven các đảo VBPN 134
4.5.7.1. Lựa chọn lập địa và loài cây trồng 134
4.5.7.2.Tiêu chuẩn cây con 135
4.5.7.3.Biện pháp kỹ thuật trồng rừng 135
1. Kết luận 138
2. Tồn tại 139
3. Kiến nghị 140
TÀI LIỆU THAM KHẢO 141
I. Tài liệu tiếng việt 141
II. Tài liệu tiếng nước ngoài 145
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 153


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của luận án
Rừng ngập mặn (RNM) có vai trò rất quan trọng và có tác dụng nhiều mặt đối với vùng ven biển, đảo. Rừng ngập mặn hạn chế tác động của sóng, gió bão (Vũ Đoàn Thái, 2006; IUCN, 2005; Sriskanthan, 2006; UNEP, 2005) [35, 81,106, 112], hạn chế xâm thực của biển, chống xói mòn, bảo vệ các các công trình xây dựng, nhất là hệ thống đê biển, bảo vệ con người, giữ lại các trầm tích, bảo vệ các rạn san hô và là nơi nuôi dưỡng các nguồn lợi thủy sản. Theo báo cáo năm 2005 của UNEP, RNM còn giúp bảo vệ các đảo khỏi bị lũ vào mùa bão, giảm được 75% sức gió tấn công các đảo; tuy nhiên, mức độ cản sóng của RNM cũng phụ thuộc vào bề rộng của rừng, loài cây, mật độ và chiều cao của các tầng cây rừng (Mazda et al, 1997) [88]. Nghiên cứu của Vũ Đoàn Thái và cs (2007) [36] ở vùng ven biển Hải Phòng sau các cơn bão số 2, số 6 và số 7 vào năm 2005 cho thấy dải rừng Trang, Bần đã làm giảm độ cao sóng đi 85%, giảm năng lượng sóng xuống còn 10N/m2 (trước đai rừng là 163 N/m2). Một nghiên cứu khác về sóng thần ngày 24/11/2004 ở Ấn độ dương, cho thấy rằng một dải rừng ngập mặn rậm rạp, rộng 100 m có thể làm giảm 50% chiều cao sóng và triệt tiêu đi 90% năng lượng của sóng (Primavera, 2004) [92]
Vấn đề biến đổi khi hậu, sự biến đổi thất thường của thời tiết cũng như thiên tai (động đất, sóng thần, băo lụt .) đă xảy ra và gây tổn thất rất to lớn ở nhiều nước trên thế giới. Theo báo cáo của Chương trình môi trường Liên hiệp quốc (UNEP, 2005) [112] về tác động của mực nước biển tăng tại nhiều khu RNM ở 16 quốc gia Thái Bình Dương đã phát hiện hiện tượng nước biển dâng cao do sự thay đổi khí hậu đang đe dọa nhấn chìm các khu RNM ở khu vực Thái Bình Dương. Báo cáo của Ngân hàng thế giới (WB) dự báo Việt Nam và Bangladesh là 2 nước đang phát triển bị thiệt hại nặng nề nhất do hiện tượng nước biển dâng. Phần lớn đất màu mỡ nhất của Việt Nam sẽ bị chìm ngập, đất nông nghiệp và GDP đều chịu những tác động xấu (Dasgupta et al, 2007) [66].
Việt Nam là quốc gia có chiều dài bờ biển hơn 3.200 km, với khoảng 3.000 hòn đảo lớn nhỏ, thường xuyên hứng chịu tác động mạnh của sóng, gió, bão Bên cạnh các thách thức về biến đổi khí hậu và nước biển dâng, vấn đề về an ninh quốc phòng vùng biển đảo đang đặt ra hết sức bức thiết hiện nay. Để bảo vệ đất sản xuất, bảo vệ cuộc sống của người dân và bảo đảm an ninh quốc phòng cần xây dựng các công trình bảo vệ bờ biển, trong đó vai trò quan trọng là xây dựng và phát triển hành lang xanh, chắn sóng, gió biển. Trong điều kiện cực đoan về lập địa, thời tiết khí hậu khắc nghiệt và tác động mạnh, thường xuyên của sóng gió – bão . để phát triển vành đai xanh ven các đảo là việc làm rất khó khăn; trong khi đó, các nghiên cứu về thành phần loài, cấu trúc RNM, cơ chế hình thành, phát triển và tồn tại trong môi trường với nền đá, cát, sỏi, sạn san hô và trong điều kiện tác động mạnh của sóng, gió biển hoàn toàn là điều chưa được nghiên cứu,. Đặc biệt kỹ thuật chọn giống, gieo ươm và gây trồng cây RNM trong điều kiện khó khăn trên nền cát, đá, sỏi, san hô và tác động mạnh của sóng, gió chưa được nghiên cứu trong nước cũng như trên thế giới. Do vậy, việc nghiên cứu chọn loài, chọn lập địa và thử nghiệm gây trồng cần được thực hiện cẩn trọng. Xuất phát từ những tồn tại nêu trên, luận án “Nghiên cứu cơ sở khoa học và kỹ thuật gây trồng một số loài cây ngập mặn trên nền cát, đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thường xuyên tại các đảo ven bờ phía Nam, Việt Nam” đặt ra là hết sức cần thiết, có ý nghĩa cả về lý luận và thực tiễn.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- Về lý luận
Xác định được cơ sở khoa học chủ yếu xây dựng dải rừng ngập mặn phòng hộ trên các dạng lập địa khó khăn ở các đảo ven bờ phía Nam nước ta.
- Về thực tiễn
+ Chọn được 2 - 3 loài cây trồng có khả năng tồn tại và chịu đựng được sóng, gió và thể nền thiếu dinh dưỡng.
+ Xác định được biện pháp kỹ thuật trồng trong điều kiện lập địa khó khăn.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
* Ý nghĩa khoa học
Góp phần xây dựng luận cứ khoa học cho việc gây trồng rừng ngập mặn trên các dạng lập địa khó khăn nhằm nâng cao khả năng phòng hộ chắn sóng, gió bảo vệ các công trình hạ tầng trên các đảo ven bờ phía Nam, Việt Nam.
* Ý nghĩa thực tiễn
Chọn được loài cây thích ứng trong điều kiện khó khăn và phát triển được các biện pháp kỹ thuật gây trồng rừng phù hợp.
4. Những đóng góp mới của luận án
Tìm ra một số loài cây RNM và kỹ thuật để gây trồng trong điều kiện khắc nghiệt của sóng và gió biển, hỗ trợ tích cực cho công tác phục hồi rừng ngập mặn bảo vệ ven biển và các đảo, nhằm giảm thiểu tác hại của biến đổi khí hậu và gia tăng lợi ích phòng hộ môi trường. Luận án có những đóng góp mới về khoa học, lần đầu tiên đã:
- Xác định được thành phần loài, phân bố và đề xuất được các loài cây có triển vọng để gây trồng cho các đảo ven biển miền Trung và miền Nam.
- Đề xuất phân chia lập địa và kỹ thuật gây trồng một số loài cây ngập mặn cho các đảo vùng miền Trung và miền Nam.
5. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu
5.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là một số loài cây ngập mặn có khả năng được sử dụng để trồng rừng phòng hộ ven biển - đảo thuộc vùng biển phía Nam.
5.2. Địa điểm nghiên cứu
Các đảo ven bờ và vùng ven biển các tỉnh Nam Bộ, duyên hải Nam Trung Bộ nơi có rừng rừng ngập mặn phân bố tự nhiên và nơi có khả năng trồng rừng ngập mặn trên nền cát, đá, sỏi, vụn san hô như Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa - Vũng Tàu, Trà Vinh, Sóc Trăng, Cà Mau và Kiên Giang.
6. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
6.1. Giới hạn về nội dung nghiên cứu
ã Các nội dung về kỹ thuật trồng thử nghiệm chỉ thực hiện trên thể nền đá, sỏi, vụn san hô ngập triều không thường xuyên
6.2. Giới hạn về địa bàn nghiên cứu
+ Các nội dung nghiên cứu thành phần, đặc điểm phân bố, sinh thái, lựa chọn loài cây trồng, được thực hiện ở nơi có rừng ngập mặn phân bố tự nhiên trên nền cát, đá, sỏi, vụn san hô như Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Bình Thuận, Bà Rịa - Vũng Tàu, Cà Mau và Kiên Giang. Các địa điểm này đã thể hiện được thành phần loài và đặc điểm phân bố của các cây ngập mặn hiện đang sống trên nền cát, đá, sỏi, vụn san hô ở VBPN
+ Các nội dung nghiên cứu lập địa và phân chia lập địa trồng rừng được thực hiện ở các đảo và quần đảo như Nhơn Châu (Bình Định), Nhất Tự Sơn (Phú Yên), các đảo ở Vịnh Vân Phong, Hòn Tre - Nha Trang, Trường Sa (Khánh Hòa), Phú Quý (Bình Thuận), Côn Đảo (Bà Rịa - Vũng Tàu), Hòn Khoai (Cà Mau) và Hòn Tre, Phú Quốc (Kiên Giang). Các địa điểm nghiên cứu này có các điều kiện tự nhiên như khí hậu, địa hình, thủy triều đại diện cho các đảo và quần đảo phía Nam nước ta
+ Các nội dung chọn cây mẹ và thu hái hạt giống được thực hiện ở các tỉnh là Bà Rịa - Vũng Tàu, Khánh Hòa và Phú Yên.
+ Các nội dung nghiên cứu kỹ thuật tạo cây con được thực hiện tại Hòn Bà, huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu và Hòn Nhất Tự Sơn, Sông Cầu, Phú Yên.
+ Các nội dung nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng được thực hiện tại Hòn Bà, huyện Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu; Hòn Nhất Tự Sơn, Phường Xuân Thành, thị xã Sông Cầu, tỉnh Phú Yên và Hòn Tranh, Hòn Lớn, huyện đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận. Ba địa điểm bố trí thí nghiệm được lựa chọn là các đảo nhỏ nằm trong vùng biển Nam Trung Bộ và Nam Bộ, có khí hậu, thể nền, thủy triều, độ mặn khá đại diện cho các đảo thuộc VBPN.
+ Các đảo Cù Lao Ré (Lý Sơn) và Cù Lao Chàm chỉ tìm hiểu về đặc điểm địa hình, thực vật thông qua các tài liệu thứ cấp.
7. Bố cục luận án
Ngoài các phần lời cam đoan; lời cảm ơn; danh mục các từ viết tắt; danh mục các bảng biểu, hình ảnh; tài liệu tham khảo và các phụ lục; luận án gồm 140 trang, với 55 bảng và 39 hình ảnh, được phân thành các phần chính sau đây:
- Phần mở đầu.
- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
- Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu.
- Chương 3: Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu.
- Chương 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận.
- Kết luận, tồn tại và kiến nghị.