Tên đề tài: “Nghiên cứu đặc tính môi trường đất, nước ảnh hưởng đến khả năng phát triển của cây Mấm đen (Avicennia Officinalic L.) vùng biển tây Đồng bằng sông Cửu Long”.

 Tác giả: Thái Bình Hạnh Phúc, Khóa: 2012

 Chuyên ngành: Môi trường đất và nước ; Mã số: 62440303. Nhóm ngành: Khoa học tự nhiên.

 Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Thái Thành Lượm - Trường Đại học Kiên Giang.

 Người hướng dẫn chính: GS.TS. Lê Quang Trí - Trường Đại học Cần Thơ.

1. Tóm tắt nội dung luận án

Rừng ngập mặn ven biển có vai trò to lớn đến sự phát triển đồng bằng qua quá trình bồi tụ phù sa, kèm với nó là sự phát triển rừng ngập mặn để cố định đất, bảo vệ đê điều, chắn gió cho nông nghiệp. Mấm đen Avicennia officinalis L. loài cây xuất hiện chiếm ưu thế vùng đất mới bồi ở biển Tây Kiên Giang thuộc đồng bằng sông Cửu Long. Nghiên cứu mối liên hệ giữa môi trường đất, nước đến sự sinh trưởng và phát triển loài cây này cần thiết cho khoa học và thực tiễn. Do tính cấp thiết của đề tài nhằm khôi phục và phát triển rừng để đối phó với những hiểm họa thiên tai, chắn sóng, bảo vệ đê điều, phòng ngừa biến đổi khí hậu và nước biển dâng, cây Mấm đen (Avicennia officinalis L.) đã được chọn làm đối tượng nghiên cứu dưới tác động của các đặc tính môi trường đất và nước vùng biển Tây thuộc tỉnh Kiên Giang ở đồng bằng sông Cửu Long.

 Kết quả nghiên cứu đã giải quyết một số vấn đề lý luận và thực tiễn đặt ra cụ thể là trên cơ sở phân vùng sinh thái đã nghiên cứu xác định sự phân bố rừng ngập mặn và cây Mấm đen, kết quả cho thấy khu vực nghiên cứu được chia ra làm 2 vùng và 4 tiểu vùng sinh thái khác nhau, đặc điểm sinh trưởng của các loài cây rừng ngập măn và cây Mấm đen  ở các tiểu vùng có sự khác biệt sinh trưởng về chiều cao tiểu vùng 1 và 2  là 5,76±2,14 và 5,98±2,36 thấp hơn so với tiểu vùng 3 và 4 là 7,51±3,20 và 8,22±2,66; chỉ tiêu về đường kính và tiết diện tán và cấp sinh trưởng cũng tương tự. Về mối quan hệ giữa các loài trong khu vực nghiên cứu ở mức tương đồng 40% thực vật chia thành 5 nhóm chính có 47 kiểu quần xã, 6 loài ưu thế. Đồng thời kết quả phân tích tương quan hồi quy cũng cho thấy: Hàm lượng NH₄ trong đất là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến mật độ cây, tiếp theo là K và pH nước biển. Chiều cao chịu ảnh hưởng nhiều bởi NO₃ và pH đất. Đối với đường kính cây, pH đất là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất, kế tiếp là chất hữu cơ và NO₃. Tiết diện tán bị ảnh hưởng bởi hàm lượng chất hữu cơ nhiều nhất, tiếp theo là K và TSS. pH đất ảnh hưởng lên cấp sinh trưởng cây nhiều hơn NO₃. Bên cạnh đó, kết quả thí nghiệm trong phòng về mức độ ngập đến tái sinh và sinh trưởng cây Mấm đen cho thấy các mức độ ngập 0 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm thời gian ngập 12 giờ/ngày sự khác biệt chưa có ý nghĩa với tỷ lệ sống, nhưng trong quá trình sinh trưởng thì mức độ ngập có tác động rõ rệt đến sinh trưởng chiều cao cây con. Song song đó, thí nghiệm ngoài thực địa cho thấy hai nghiệm thức sạ hạt và tái sinh tự nhiên có các chỉ số sinh trưởng thấp hơn 2 nghiệm thức trồng cây con nhưng vẫn có khả năng thành rừng và thời gian thành rừng sẽ kéo dài hơn. Ngoài ra, thí nghiệm ngoài thực địa sau 3,5 năm trồng rừng đã khép tán và phân 3 tầng rõ rệt, phân bố số cây theo cấp chiều cao và đường kính tập trung ở tầng giữa, trong khi rừng tự nhiên số cây tập trung ở tầng thấp. Kết quả thích nghi đất đai cho thấy cây Mấm đen có khả năng thích nghi tương đối tốt với 2 vùng sinh thái và giải pháp quan trọng cho việc tái lập và phát triển rừng là chống xói lở và kỹ thuật trồng rừng ven biển Tây của tỉnh Kiên Giang và các vùng có điều kiện tương tự.

2. Những kết quả mới của luận án:

- Đã xác định khu vực nghiên cứu được phân chia thành 2 vùng rõ rệt với 4 tiểu vùng theo đặc trưng khí hậu, địa hình, loại đất, loài cây. Tiểu vùng 1, tiểu vùng 2, tiểu vùng 4 có xuất hiện loài cây Mấm đen, tiểu vùng 3 thấy xuất hiện rất ít loài cây Mấm đen trong quần thể.

- Có mối quan hệ giữa các loài ở các tiểu vùng trong khu vực nghiên cứu ở mức tương đồng 40% thực vật chia thành 5 nhóm chính, có 47 kiểu quần xã, 6 loài ưu thế là Mấm trắng, Mấm đen, Mấm biển, Đước, Giá, Bần.

- Các yếu tố về khí hậu, môi trường đất nước không ảnh hưởng đến sự phân bố của cây Mấm đen, nhưng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây Mấm đen.

- Có sự tương quan giữa đặc điểm sinh học cây Mấm đen và môi trường nước với độ mặn nước biển có tương quan nghịch với chiều cao cây, tiết diện tán và cấp sinh trưởng, pH nước có tương quan nghịch với đường kính. Yếu tố pH nước và độ mặn là hai nhân tố ảnh hưởng nhiều nhất đến chiều cao, đường kính và cấp sinh trưởng của loài cây Mấm đen.

- Có sự tương quan nghịch của cao độ địa hình, tỷ lệ cát và tương quan thuận với tỷ lệ sét, thịt trong đất với các đặc điểm về chiều cao và cấp sinh trưởng của cây Mấm đen. Trong đó, thành phần cơ giới đất như tỷ lệ cát, sét là yếu tố ảnh hưởng chính đến đặc điểm sinh học của cây Mấm đen trong khu vực nghiên cứu.

- Về tính chất hóa học đất khu vực nghiên cứu cho thấy chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng (NH₄, NO₃) và pH trong đất có tương quan thuận đến tất cả đặc điểm sinh học của Mấm đen về chiều cao, đường kính, tiết diện tán và cấp sinh trưởng. Chứng tỏ Mấm đen là loài cây có thể sinh trưởng và phát triển tốt ở điều kiện đất mặn, pH đất trung tính. Trong đó, chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng NH₄, NO₃ là yếu tố ảnh hưởng đến mật độ, chiều cao cây, đường kính D_1,3, tiết diện tán, yếu tố pH đất ảnh hưởng đến cấp sinh trưởng rõ rệt.

- Về sự tác động mực nước ngập đến khả năng tái sinh và sinh trưởng của cây Mấm đen ở các mức độ ngập khác nhau kết hợp với thời gian không ngập trong ngày (phơi bãi) thì khả năng tái sinh của cây con trong rừng ngập vẫn rất cao, phù hợp với chế độ nhật triều của khu vực nghiên cứu. Tuy nhiên, trong quá trình sinh trưởng và phát triển thì mức độ ngập có tác động rõ rệt đến sinh trưởng chiều cao cây con.

- Cây Mấm đen bị thiệt hại do xói lở là nguyên nhân chính cho thấy sự hiện diện hay không diện diện ở các tiểu vùng sinh thái. Trồng rừng bằng cây con sau 3,5 năm rừng khép tán và phân tầng rõ rệt với chiều cao. Đối với sạ hạt và tái sinh tự nhiên có các chỉ số sinh trưởng thấp hơn trồng cây con nhưng vẫn có khả năng thành rừng và thời gian thành rừng sẽ kéo dài hơn.

- Kết quả nghiên cứu về các yếu tố môi trường và kỹ thuật canh tác cây Mấm đen đã cung cấp được số liệu cụ thể cho đánh giá thích nghi Cây Mấm đen và đã tìm ra được yếu tố hạn chế xói lở bờ biển là nguyên nhân chính đưa đến khả năng không thích nghi của cây Mấm đen đối với một tiểu vùng sinh thái bị xói lở nặng. Từ đây cho thấy các giải pháp đề xuất thông qua kết quả nghiên cứu này chủ yếu là giải pháp kỹ thuật chống xói lở và kỹ thuật canh tác cây Mấm đen đạt hiệu quả cao trên bãi bồi ổn định.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:

- Ứng dụng các giải pháp về chống xói lở và kỹ thuật canh tác cho cây Mấm đen trên toàn các vùng sinh thái của vùng biển Tây của ĐBSCL để bảo tồn và phát triển rừng ngập mặn trong đó cây Mấm đen là cây tiên phong cho việc bảo vệ này.

- Đề xuất cần tiếp tục nghiên cứu về đặc tính tự nhiên của các loài khác như Mấm trắng và Mấm biển để cùng phát triển với cây Mấm đen trong việc lấn biển.

- Do giới hạn của đề tài nên đề xuất nghiên cứu thêm một số loài đặc trưng khác như nhóm các loài Bần, các loài Cóc, trong đó có Cóc đỏ là loài đặc hữu của rừng ngập mặn.

1. Thesis summary

   Coastal mangrove forests have been played a major role in the development of delta through the sedimentation and the development of the coastal mangrove forests that have significantly stabilized the soil, dykes protention and prevention of wind for agriculture. Avicennia officinalis L. also becomes dominant plants on newly established mudflats on the Western coastline of Kien Giang province in the Mekong Delta. This study is try to find out the relationship between soil and water environment to the growth and development of Avicennia officinalis L. that are very essential for both science and prantice. The urgency of this research is to restore and develop mangrove forests in order to cope with natural disasters, waves, dykes protention, climate change adaptation and sea level rise. Therefore, Avicennia officinalis L. was selented to study in correlation with soil and water environment charanteristics in the Western coastline of the Mekong Delta.

The results of study showed that a number of theoretical and practical issues have been solved such as the basis of ecological zoning for mangrove forest and Avicennia officinalis L. and their distribution in the different ecological zones. Moreover, the results also showed that the study area divided into 2 zones and 4 different ecology sub-zones, the characteristic of the mangrove forest species and Avicennia officinalis L. tree in the sub-zones which difference for growth of height for sub-zone one and two as 5,76 ±2,14 and 5,89±2,36 lower than sub-zone three and four as 7,51±3,20 and 8,22±2,66; the indicate of diameter and basal area of crown and growth class also the same. The relationship between the species in the study area in degree of similar 40% the plant species divided into 5 main groups and 47 types of communities, 6 dominance species. At the same, the result also showed that the content of NH₄ in soil as the factors affect the best much to density of trees, next to K and pH of sea water. The height to be affect by NO₃ and pH of soil. For the diameter of tree, pH of soil is the factor affect the best much, then organic matter and NO₃. The basal of the crown is affected by the content of organic matter, next to K, TSS, pH soil affect to the degree of plant growth the best much , next to K, TSS, pH of soil affect to the growth of tree more than NO₃.

Besides, the study of the nursery for water level to regeneration and growth of the Avicennia officinalis L. showed the level of water 0 cm, 10 cm, 20 cm, 30 cm and the time in water 12h/day the different not yet significate with surveral, but in the processing the growing is the water level effect clearly to the growing of the seedling height. In besides, the study of the field showed the two treatment of the sowing seeds and natural regeneration which there are growing indicates lower than planted by seedling, but they can be able into forest and the time for become forest will be longer. Instead of, the study of the field after 3,5 years the forest have had thick canopy together and devided into three class clearly, distribute of the number tree follow height class and the diameter level most of them live midle class, meanwhile the natural forest that most of them live the under class. The  adaption result for the soil showed that Avicennia officinalis L. be able to adapt relatively good for two the ecology zones and the imfortant measure for reforestation and the development are against landslides and planting technich in the wesetern sea of Kien Giang and the similar area.

2. Newest results of the thesis:

- Identified the study location and divided into 2 clearly region with 4 sub-regions based on the climate characteristics, topography, soil type, plant species.Avicennia officinalis L. occurred on sub-region 1, sub-region 2 and sub-region 4, sub-region 3 Avicennia officinalis L. rarely occurred in the population.

- Among species in these sub-regions of the study area have the same level at 40% of plants, divided into 5 main groups, 47 types of communities, 6 dominated species such as Avicennia alba, Avicennia officinalis, Avicennia marina, Rhizophoraceae, Excoecaria agallocha and Sonneratia alba.

- The climatic and environmental factors do not affect the distribution of Avicennia officinalis L., but affect the growth of Avicennia officinalis L.

- There was a correlation between the biological characteristics of Avicennia officinalis L. and the water environment with sea water salinity, inversely correlated with plant height, canopy area, growth level and water pH correlated with diameter. The resultclearly showed that water pH and salinity are the two most important factors influencing the height, diameter and growth level of Avicennia officinalis L.

- An inverse correlation of topography was existed, sand ratio and correlation with the rate of clay, silt with height characteristics and growth level of Avicennia officinalis L. Particularly, soil mechanical components including sand and clay ratio are the main factors which influences the Avicennia officinalis L. biological characteristics in the study area.

On the chemical properties of the soil in the study area, organic matter, nutrients (NH₄, NO₃) and soil pH correlate well with all of the Avicennia officinalis L.'s biological characteristics in height, canopy area and growth level. It is evident that Avicennia officinalis L. is a plant that can grow well in saline soils, neutral soil pH. In particular, organic substances and nutrients NH₄, NO₃ are factors affecting plant density, height, diameter D_1,3, canopy area, soil pH factors affect the level of growth significantly.

- Flood impacts on the regeneration and growth of Avicennia officinalis L. at different flood levels, combines with the non-flooding time of the day (sun drying). The regeneration of seedlings in flooded site is still very high and consistent with the diurnal tide of the study area. However, in the process of growth and development, the level of flooding has significantly impacts on the growth of seedlings.

- Avicennia officinalis L., thiskind of plants are damaged by erosion and this is also the main reason which reveals the presence or absence in ecological sub-region. Afforestation with seedlings after 3.5 years, forest closed canopy and stratified clearly withthe height. For seedlings and natural regeneration are lower growth rates than seedlings.But the possibility of forestation and the duration of forestation will become longer.

3. Applicability /possibility of application in realities, issues to be studied

The results of research on environmental factors and cultivation techniques ofAvicennia officinalis L. have provided specific data information for the assessment of Avicennia officinalis L.  The results have also revealed and identified the limiting factor, coastal erosion. Therefore, this is only main cause for the inability of Avicennia officinalis L. in some ecological sub-regions where there is a serious erosion. As a consequent, the solutions were suggested in order to protect erosion by using mainly technical solutions and cultivation techniquesare highly effective on stable mudflats.

• Xem chi tiết nội dung luận án
•  Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)