ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Mai Trọng Hoàng
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÍNH ĐA DẠNG SINH HỌC
VÀ CHỨC NĂNG SINH THÁI RỪNG NGẬP MẶN
TIÊN YÊN - HÀ CỐI, TỈNH QUẢNG NINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Mai Trọng Hoàng
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÍNH ĐA DẠNG SINH HỌC
VÀ CHỨC NĂNG SINH THÁI RỪNG NGẬP MẶN
TIÊN YÊN - HÀ CỐI, TỈNH QUẢNG NINH
Chuyên ngành:
Khoa học Môi trường
Mã số:
60440301
Mai Trọng Hoàng
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 4
1.1. Lịch sử và tình hình nghiên cứu RNM thế giới và Việt Nam ................... 4
1.1.1. Thế giới................................................................................................. 4
1.1.2. Việt Nam .............................................................................................. 5
1.2. Khái lược công trình nghiên cứu về đa dạng sinh học RNM Tiên Yên Hà Cối ................................................................................................................ 7
1.2.1. Nghiên cứu về RNM ............................................................................ 7
1.2.2. Nghiên cứu về đa dạng sinh học .......................................................... 8
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 11
2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 11
2.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 11
2.2.1. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ......................................... 11
2.2.2. Phương pháp thống kê....................................................................... 13
2.2.3. Phương pháp tổng hợp, phân tích..................................................... 13
2.2.4. Phương pháp viễn thám, hệ thống thông tin địa lý .......................... 13
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 15
3.1. Đánh giá nhân tố sinh thái hình thành phát triển hệ sinh thái RNM .... 15
3.1.1. Nhân tố tự nhiên ................................................................................ 15
3.1.2. Nhân tố sinh thái nhân văn - xã hội tác động ................................... 24
3.2. Đánh giá tính đa dạng sinh học hệ sinh thái RNM ................................. 32
3.2.1. Đa dạng sinh học thực vật ................................................................. 32
3.2.2. Đa dạng sinh học động vật ................................................................ 36
3.2.3. Đa dạng sinh học quần xã sinh vật.................................................... 43
3.3. Đánh giá chức năng sinh thái ................................................................... 46
ở RNM Đồng Rui .................................................................................................. 49
Bảng 3.14: Số lượng trứng cá - cá con, ấu trùng tôm - tôm con theo các
tiểu vùng nghiên cứu ở RNM Đồng Rui ................................................................ 51
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 3.1. Bản đồ khu vực nghiên cứu ................................................................... 15
Hình 3.2. Tỉ lệ các đơn vị taxon trong bậc ngành của hệ thực vật phù du............... 33
Hình 3.3. Thành phần loài của các nhóm ĐVPD tại khu vực nghiên cứu ............... 37
Hình 3.4. Thảm thực vật RNM khu vực Đồng Rui ................................................ 44
Hình 3.5. Hàm lượng mùn (%) và số lượng cá thể giun nhiều tơ (ct/m2) trong
trầm tích RNM Đồng Rui ...................................................................................... 53
Hình 3.6: Người dân đang khai thác nguồn lợi thuỷ sản ở RNM ........................... 54
Hình 3.7: Ngư cụ được ngư dân sử dụng để khai thác nguồn lợi thuỷ sản ở RNM ... 54
Hình 3.8: Ước tính sản lượng các nhóm loài thuỷ sản tự nhiên khai thác được
hàng năm tại RNM Đồng Rui ................................................................................ 55
Hình 3.9: Lượng giá giá trị thủy sản khai thác tự nhiên ở vùng RNM Đồng Rui.... 55
Hình 3.10: Hàm lượng T-N, T-P trong trầm tích ở các tiểu khu ở RNM
Đồng Rui............................................................................................................... 60
Hình 3.11: Hàm lượng TOC trong trầm tích ở các tiểu khu ở RNM Đồng Rui ..... 60
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ASEAN
Hiệp hội các nước Đông Nam Á
BOD
Nhu cầu ôxy sinh hóa
Hệ sinh thái
HTX
Hợp tác xã
IPCC
Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu
IUCN
Hiệp hội bảo tồn thiên nhiên quốc tế
KTTS
Khai thác thuỷ sản
KTTV
Khí tượng thủy văn
KT-XH
Kinh tế - Xã hội
NN&PTNT
Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
MỞ ĐẦU
RNM là hệ sinh thái đặc trưng của bờ biển nhiệt đới. Nằm trong mối tương
tác giữa đất liền và biển, RNM là một nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá đối với
sự sống. Theo nghiên cứu của Daniel C. Donato và cộng sự (2011) cho thấy, RNM
là một trong những bể chứa carbon giàu nhất ở vùng nhiệt đới. RNM lưu trữ carbon
trong sinh khối của cây ngập mặn và trong trầm tích, bình quân 1.023 triệu tấn
cácbon trên mỗi héc-ta, chiếm tỷ lệ phần trăm cao trong tổng số lượng cácbon lưu
giữ trong các hệ sinh thái ven biển (RNM, cỏ biển, san hô, đầm lầy, than bùn,...).
Theo ước tính, lượng cácbon lưu giữ trong RNM lớn gấp 50 lần lượng cácbon lưu
giữ trong rừng nhiệt đới. Những nghiên cứu trên cũng chỉ ra rằng việc phá 1%
RNM sẽ phát thải 0,02-0,12 tỷ tấn cácbon mỗi năm, chiếm khoảng 10% lượng phát
thải do phá rừng toàn cầu dù diện tích RNM chỉ chiếm 0,7% tổng diện tích rừng
nhiệt đới.
Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa có số liệu về trữ lượng cácbon trong toàn hệ
sinh thái RNM. Hiện chỉ có thông tin về một vài hợp phần trong tổng trữ lượng
cácbon RNM, chủ yếu là thông tin về sinh khối cây, còn lại đã bỏ sót phần lớn tổng
lượng cácbon của hệ sinh thái. Việc đo trữ lượng cácbon dưới tầng đất RNM là khá
khó khăn và hiện nay chưa có tài liệu nghiên cứu nào đưa ra được phương pháp tính
toán chính xác cho tổng trữ lượng cácbon ở RNM cho các khu vực địa lý rộng lớn.
Mặt khác, theo Clark (1997), RNM cùng với hệ sinh thái cỏ biển và san hô
tạo ra mối liên kết tam giác cho nhiều tiến trình sinh thái, sinh học, hóa học và lý
học. Ở Việt Nam, theo kế hoạch hành động Bảo vệ và phát triển RNM Việt Nam
đến 2015 cũng cho thấy, các giá trị môi trường của RNM như chắn sóng, chắn gió
bảo vệ đới bờ biển, chống xói mòn, cải tạo đất, cải tạo chất lượng nước, lưu giữ các
chất ô nhiễm không đổ ra biển, cung cấp chất dinh dưỡng tự nhiên cho hệ sinh thái
động thực vật, v.v… đều có ý nghĩa sống còn đối với sự phát triển kinh tế và bảo
tồn. Bên cạnh đó, hệ sinh thái RNM còn cung cấp các nguồn gen vô cùng quý giá
nhằm duy trì tính ĐDSH của hệ động thực vật.
1
nhiều loài hải sản như tôm, cua, cá, ngao, ngán, vẹm, sá sùng, bông thùa...
2
Tuy nhiên các công trình nghiên cứu đã có từ trước tới nay thường riêng lẻ,
chưa đánh giá đầy đủ tính đa dạng sinh học và chức năng sinh thái của RNM Tiên
Yên – Hà Cối, tỉnh Quảng Ninh. Vì vậy, việc đánh giá tính đa dạng sinh học và
chức năng sinh thái RNM Tiên Yên - Hà Cối, tỉnh Quảng Ninh làm cơ sở khai thác
và sử dụng hợp lý các giá trị và tiềm năng hiện có là một việc làm cần thiết, có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn.
Xuất phát từ những cơ sở trên, tác giả đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu đánh
giá tính đa dạng sinh học và chức năng sinh thái RNM Tiên Yên - Hà Cối, tỉnh
Quảng Ninh”.
Đề tài được thực hiện với những mục tiêu sau:
- Đánh giá tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái RNM Tiên Yên - Hà Cối;
- Đánh giá chức năng sinh thái của hệ sinh thái RNM Tiên Yên - Hà Cối;
- Đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý hệ sinh thái RNM Tiên Yên - Hà Cối
trong bối cảnh hiện nay.
3
Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Lịch sử và tình hình nghiên cứu RNM thế giới và Việt Nam
1.1.1. Thế giới
Cho đến nay, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến
lĩnh vực của đề tài. Trong cuốn "Thư mục nghiên cứu về RNM“ (Chương trình Biển
KT.03, 1991-1995) đã liệt kê hơn 420 công trình nghiên cứu của 12 quốc gia trong
khu vực Châu Á - Thái Bình Dương từ năm 1600 đến năm 1975. Trong đó, phần
1.1.2. Việt Nam
Sau giai đoạn năm 1975, việc nghiên cứu trong HST RNM được mở rộng ở
cả hai miền Bắc - Nam. Một số đề tài cấp Bộ đã được tiến hành, trong đó có các tư
liệu điều tra dựa vào các chuyến khảo sát thực địa của Viện Điều tra Qui hoạch
rừng; nghiên cứu thảm thực vật ven biển Việt Nam của Trường Đại học Sư phạm
Hà Nội I; đề tài điều tra tổng hợp vùng cửa sông Cửu Long của Trường Đại học Sư
phạm Hà Nội I thuộc Chương trình điều tra nghiên cứu biển cấp Nhà nước; điều tra
tổng hợp vùng ven biển Thuận Hải - Minh Hải (1978-1980). Kết quả đã đưa ra được
một số cơ sở khoa học phục vụ phân vùng tự nhiên và phát triển kinh tế tại một số
vùng RNM ven biển Việt Nam.
Tháng 12 năm 1984, tại Hội thảo toàn quốc về “Hệ sinh thái RNM” lần thứ
nhất đã có một số các báo cáo chuyên sâu về các khía cạnh nghiên cứu trong hệ sinh
thái RNM như: Báo cáo về khu hệ thực vật RNM Việt Nam của Phan Nguyên Hồng
và Hoàng Thị Sản; Báo cáo về cấu trúc, phân bố diễn thế, sinh khối và năng suất sơ
cấp RNM của Phan Nguyên Hồng, Nguyễn Hoàng Trí; Báo cáo về nguồn lợi cá
trong hệ sinh thái RNM ở Cà Mau của Vũ Trung Tạng và báo cáo về nguồn lợi
Chim ở đồng bằng sông Cửu Long của tác giả Võ Quý.
Năm 1985, trong báo cáo tổng kết đề tài cấp Nhà nước 48.06.14 “Nghiên cứu
đặc điểm điều kiện tự nhiên và khả năng nguồn lợi dải ven biển Việt Nam - Đề xuất
biện pháp sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn lợi” của Trần Đức Thạnh, Phí Kim
Chung, Nguyễn Đức Cự đã đề cập đến các dải RNM ven bờ miền Bắc và nêu một
số đặc điểm về nguồn lợi hải sản phân bố trong vùng RNM. Tài nguyên động và
thực vật trong các VQG mũi Cà Mau cũng được đề cập trong tạp chí chuyên ngành
5
về RNM khu vực Châu Á -Thái Bình Dương “Bakawan” tháng 6 năm 1986. Năm
1987, trong cuốn sách Rừng ngập nước ở Việt Nam - Nhà xuất bản Giáo dục (120
trang) của Phùng Trung Ngân và Châu Quang Hiền có trình bày hệ thực vật RNM
và rừng tràm làm tài liệu tham khảo trong các trường học. Cuốn sách được nhiều
Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Kim Cúc và cộng sự (2008), tổng diện tích
RNM ở Quảng Ninh năm 2008 là 20.818,40 ha bao gồm 326,35 ha rừng trồng;
17.465,2 ha rừng tự nhiên (trong đó, 11.774,27 ha rừng hỗn giao; 894,34 ha mắm
thuần loài; 3.112,44 ha đâng thuần loài; 1.297,75 ha sú thuần loài; 377,4 ha bần
chua thuần loài) và 3.135,85 ha cây rải rác. Đáng chú ý là tỷ lệ rừng trồng sống sót
trên diện tích đã trồng từ năm 1993 đến năm 2008 là thấp, với diện tích 326,35 ha
trên tổng số 2.466 ha đã được trồng. Tính từ năm 1975 đến năm 1990, Quảng Ninh
mất hơn một nửa diện tích rừng ngập mặn (34.000 ha), trung bình mỗi năm mất
2.300 ha. Còn từ năm 1990 đến 2000 trung bình mỗi năm khu vực này mất hơn 300
ha diện tích rừng ngập mặn, diện tích rừng ngập mặn còn suy giảm mạnh hơn từ
năm 2000 đến 2008, chỉ trong 8 năm diện tích rừng ngập mặn đã giảm 4.609 ha.
Nguyên nhân của sự suy giảm diện tích rừng ngập mặn đó có thể kể đến như: Phong
trào làm đầm nuôi thủy sản, mở rộng diện tích đô thị, xây dựng cầu cảng và các khu
công nghiệp,…
1.2.2. Nghiên cứu về đa dạng sinh học
Hoàng Văn Thắng và cộng sự (2009) trong báo cáo “Đa dạng Sinh học
vùng cửa sông ven biển Tiên Yên - Đầm Hà, Quảng Ninh và vấn đề bảo tồn”- kết
quả nghiên cứu của nhiệm vụ cấp Nhà nước về Bảo vệ môi trường thực hiện từ
năm 2008 - 2009, đã xác định được tại khu vực Tiên Yên và Đầm Hà có 69 loài
thực vật nổi, 58 loài động vật nổi, 33 loài rong biển, 4 loài cỏ biển, 228 loài thực
vật bậc cao (trong đó có 18 loài ngập mặn chính thức, 43 loài tham gia rừng ngập
mặn), 240 loài động vật đáy, 112 loài côn trùng, 152 loài cá, 57 loài lưỡng cư và
bò sát, 77 loài chim và 13 loài thú, trong đó, có 5 loài đặc hữu, 30 loài hiếm và 5
loài bị nguy cấp.
Lê Xuân Tuấn và cộng sự (2010) trong quá trình thực hiện tiểu dự án
“Điều tra tổng thể hiện trạng đa dạng sinh học các hệ sinh thái biển Việt Nam
phục vụ phát triển bền vững”, khi nghiên cứu hệ sinh thái RNM huyện Tiên Yên,
tỉnh Quảng Ninh đã thống kê được 138 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 52
8
1.3. Nhận xét và đánh giá chung
Trên cơ sở phân tích, đánh giá tổng hợp những công trình nghiên cứu trước
đây, trong đó có đề cập đến một số kết quả nghiên cứu về đa dạng sinh học và chức
năng sinh thái trong HST rừng ngập mặn Tiên Yên – Hà Cối có thể đưa ra một số
nhận xét sau đây:
- Các kết quả, sản phẩm khoa học và tài liệu nghiên cứu liên quan hiện có
đang nằm rải rác ở các nghiên cứu khác nhau, không được cập nhật thường xuyên.
Do vậy khó có thể tổng hợp cơ sở dữ liệu để đánh giá đầy đủ tính đa dạng sinh học
và chức năng sinh thái trong HST rừng ngập mặn Tiên Yên – Hà Cối.
- Hầu hết các công trình nghiên cứu có liên quan được thực hiện một cách
riêng lẻ hoặc kết hợp từ một trong các nội dung nghiên cứu của các đề tài, dự án nên
nhìn chung, các nghiên cứu này vẫn chưa đưa ra được những kết quả tổng hợp cho
HST rừng ngập mặn Tiên Yên – Hà Cối.
- Có thể nhận thấy, phần lớn các công trình nghiên cứu trước đây mới chỉ
được tổng hợp từ một khu vực cụ thể của HST rừng ngập mặn Tiên Yên – Hà Cối
nên chưa thể đại diện và đầy đủ cho tính đa dạng sinh học và chức năng sinh thái
của khu vực nghiên cứu.
10
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Hệ sinh thái RNM Tiên Yên - Hà Cối, tỉnh Quảng Ninh.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
2.2.1.1. Phương pháp điều tra, thu thập thông tin
1000 m2 (0,1 ha) (kích thước 33,3 m x 33,3 m).
- Xác định tên loài, đánh số thứ tự cho loài, đếm mật độ cây từng loài trong
ÔTC.
- Lựa chọn một số cây đại diện cho từng loài trong ÔTC để lấy mẫu.
- Dùng cuốc, thuổng đào, dao cắt thu toàn bộ các bộ phận (rễ, thân, lá, cành)
của các cây đại diện.
- Cân xác định khối lượng tươi (sinh khối tươi) của các cây đại diện, sau đó
chọn cây tiêu chuẩn (có trọng lượng trung bình của các cây đại diện) cho vào bì đưa
về phòng thí nghiệm để xác định sinh khối khô.
- Ghi chép đầy đủ số liệu đo đếm vào nhật ký thực địa.
2.2.1.3. Phương pháp xác định trữ lượng cacbon trong phòng thí nghiệm
Xác định sinh khối khô của cây tiêu chuẩn bằng phương pháp tủ sấy ở nhiệt
độ 1050C. Mẫu được sấy trong khoảng thời gian 72 giờ liên tục đến khi đạt trọng
lượng không đổi. Dùng cân phân tích để xác định trọng lượng của mẫu. Sau khi xác
định được sinh khối khô của cây tiêu chuẩn cho từng loài trong ÔTC, tiến hành các
bước tính toán sau:
- Xác định sinh khối tươi/khô của ÔTC:
m
POTC Pk N k
k 1
Trong đó:
POTC- Sinh khối tươi/khô của ÔTC, diện tích 0,1 ha (kg).
Pk- Sinh khối tươi/khô của cây tiêu chuẩn cho loài thứ k (kg).
Nk- Số cây loài thứ k trong ÔTC (cây).
12
Bước 1: Thu thập các tư liệu đã công bố liên quan khu vực nghiên cứu về địa
hình, khí hậu, thủy văn, thực vât… dựa vào các điều kiện tự nhiên trong vùng, kết
hợp với việc giải đoán ảnh vệ tinh, tiến hành định loại và phân tích bước đầu các
đối tượng của lớp phủ thực vật. Xây dựng khóa giải đoán sơ bộ và bản đồ phân tích
vùng khóa.
Bước 2: Tiến hành thực địa khảo sát vùng nghiên cứu, lập tuyến khảo sát,
kiểm tra các đối tượng đã được định loại bước đầu trên ảnh, tiến hành mô tả và thu
nhập số liệu về thành phần, đặc điểm, cấu trúc của đối tượng, hiệu chỉnh ranh giới
của đối tượng trên ảnh viễn thám, lập khóa giải đoán.
Bước 3: Hiệu chỉnh khóa giải đoán, kết hợp tư liệu thu thập trước và trong
quá trình thực địa để thành lập bản đồ lớp phủ thực vật trên ảnh vệ tinh. Đồng thời
số hóa các lớp thông tin về giao thông, thủy văn, địa hình trên phần mềm Mapinfo
10.5.
14
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá nhân tố sinh thái hình thành phát triển hệ sinh thái RNM
3.1.1. Nhân tố tự nhiên
3.1.1.1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu là diện tích RNM Tiên Yên - Hà Cối, thuộc các xã ven
biển của các huyện Hải Hà, Đầm Hà và Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, cụ thể như sau:
- Huyện Hải Hà: thị trấn Quảng Hà, các xã Quảng Minh, Quảng Thắng, Phú
Hải, Quảng Điền, Quảng Phong, Tiến Tới.
- Huyện Đầm Hà: các xã Tân Bình, Đầm Hà, Đại Bình.
nhiều sắt. Lớp phù sa cổ có thành phần cơ giới từ thịt nhẹ đến thịt nặng, màu nâu
vàng, vàng xám, đất chua.
- Phù sa mới ở khu vực bồi tụ ven biển, có địa hình thấp thoải dần ra biển,
thường có độ cao từ 1,5 - 3 m. Một số đã được cải tạo thành đất canh tác, đầm nuôi
trồng hải sản, còn lại là các bãi triều, RNM, cồn cát ven biển. Diện tích của dạng địa
chất này khá rộng, ví dụ như ở huyện Tiên Yên có trên 13.000 ha, trong đó RNM
khoảng 10.000 ha, trương bãi cát trên 2.000 ha phân bố chủ yếu ở các xã Tiên Lãng,
Đồng Rui, Hải Lạng, Đông Ngũ và thị trấn Tiên Yên.
16
Ngoài ra còn có vùng đất phù sa sông là dải đất hẹp chạy dọc theo các con
sông như Tiên Yên, Phố Cũ, Ba Chẽ và một số nhánh sông khác, thành phần cơ giới
chủ yếu là cát pha, bùn cát, cũng có diện tích tương đối (như ở huyện Tiên Yên là
trên 1100 ha). Vùng đất phù sa sông cũng có về tiềm năng lớn cho phát triển thuỷ
sản mặn, lợ, tạo sản phẩm có giá trị kinh tế cao.
3.1.1.3. Điều kiện khí hậu, thủy văn, hải văn
a. Đặc điểm khí hậu
Khu vực Tiên Yên - Hà Cối nằm trong vịnh Bắc Bộ, chịu ảnh hưởng trực iếp
chế độ khí hậu của lục địa, vịnh Bắc Bộ và các vùng lân cận. Khí hậu khu vực này
thuộc kiểu nhiệt đới gió mùa với mùa hè nóng và ẩm (kéo dài từ tháng 4 đến tháng
10), mùa đông khô và lạnh (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau). Theo số liệu đo được
tại các trạm khí tượng thủy văn đặt tại khu vực này thì khu vực Tiên Yên - Hà Cối
có những đặc điểm khí hậu như sau.
- Nhiệt độ không khí
Mùa hè (từ tháng 4 đến tháng 10) có nhiệt độ khá cao, nhiệt độ không khí
trung bình dao động từ 27°C - 29°C, nhiệt độ cao tuyệt đối có thể lên đến 38°C (đo
tại trạm KTTV Tiên Yên, tháng 7 năm 2010).
Mùa đông (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau): Do ảnh hưởng của gió mùa
Đông Bắc nên mùa đông ở khu vực này khá lạnh, nhiệt độ trung bình tháng lạnh