Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:165

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của Luận án nhằm góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc xác định tiêu chuẩn của rừng ngập mặn chắn sóng ven biển ở Việt Nam. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của Luận án này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN NGOÃN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG CHẮN SÓNG CỦA RỪNG NGẬP MẶN Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội, 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN NGOÃN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG CHẮN SÓNG CỦA RỪNG NGẬP MẶN Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 62 62 02 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. VƯƠNG VĂN QUỲNH Hà Nội, 2013
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Tác giả luận án NGUYỄN VĂN NGOÃN
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban Giám hiệu, Khoa Đào tạo sau đại học, Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, Khoa Lâm học, bộ môn lâm sinh cùng các thầy cô giáo, các đồng nghiệp và sinh viên của Đại học Lâm ngiệp Việt Nam. Đồng thời, tôi cũng nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của Ban lãnh đạo và tập thể cán bộ Viện sinh thái rừng và môi trường - Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học: GS.TS. Vương Văn Quỳnh, Viện trưởng, viện sinh thái rừng và môi trường - Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Thầy đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện luận án và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới sự giúp đỡ của các thầy cô trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam: TS. Trần Quang Bảo – Trưởng phòng Đào tạo; TS. Bế Minh Châu – Phó chủ nghiệm khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường; Ths. Trần Thị Mai Sen – GV bộ môn Lâm sinh; TS. Các thầy cô đã tận tình giúp đỡ và góp ý kiến cho tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận án và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của Lãnh đạo Chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ninh; Chi cục Kiểm lâm và Lâm nghiệp các tỉnh Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Hà Tĩnh, Tiền Giang, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu; Ban Quản lý Rừng phòng hộ Cần Giờ; Vườn quốc gia Đất mũi. Tôi vô cùng biết ơn sự động viên, giúp đỡ về tinh thần và vật chất của gia đình, bạn bè trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn! NGHIÊN CỨU SINH Nguyễn Văn Ngoãn
153 iii MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các từ viết tắt iv Danh mục các bảng v Danh mục các hình………………………………………………………….....vi MỞ ĐẦU......................................................................................................... 1 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 6 1.1. Tổng quan tài liệu nghiên cứu nước ngoài................................................. 6 1.1.1. Những nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn ................................6 1.1.2. Nghiên cứu về khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn .............................. 11 1.1.3. Nghiên cứu quản lý rừng ngập mặn............................................................... 18 1.2. Tổng quan tài liệu nghiên cứu ở Việt Nam.............................................. 20 1.2.1. Những nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn ............................. 20 1.2.2. Những nghiên cứu về tác dụng phòng hộ của RNM...................................... 24 12.3. Nghiên cứu về quản lý rừng ngập mặn ở Việt Nam........................................ 28 THẢO LUẬN VỀ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU......................................... 32 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 33 2.1. Nội dung nghiên cứu............................................................................... 33 2.2. Các phương pháp thu thập, xử lý thông tin và hình thành kết quả của luận án. ............................................................................................................ 34 2.2.1. Phương pháp luận........................................................................................... 34 2.2.2. Phương pháp thu thập thông tin..................................................................... 35 2.2.3. Phương pháp xử lý thông tin trong quá trình nghiên cứu............................. 44 Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN LIÊN QUAN ĐẾN RỪNG NGẬP MẶN VÀ HIỆN TRẠNG RỪNG NGẬP MẶN Ở KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......... 45
154 iv 3.1. Đặc điểm tự nhiên liên quan đến rừng ngập mặn..................................... 45 3.1.1. Vùng ven biển Đông Bắc, từ Mũi Ngọc đến mũi Đồ Sơn.............................. 45 3.1.2. Vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ, từ mũi Đồ Sơn đến cửa Lạch Trường ....... 48 3.1.3. Vùng ven biển miền Trung từ cửa Lạch Trường đến mũi Vũng Tàu ............ 50 3.1.4. Vùng ven biển Nam Bộ, từ mũi Vũng Tàu đến Hà Tiên ................................ 54 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 57 4.1. Đặc điểm sóng vùng ven biển Việt Nam ................................................. 57 4.1.1. Đặc điểm chung về sóng................................................................................. 57 4.1.2. Một số đặc điểm chính của sóng ven biển Việt Nam. .................................... 59 4.2. Đặc điểm cấu trúc liên quan đến khả năng chắn sóng của các trạng thái rừng ngập mặn ............................................................................................... 69 4.2.1. Phân bố rừng ngập mặn ven biển Việt Nam.................................................. 69 4.2.2. Đặc điểm cấu trúc RNM Việt Nam liên quan đến khả năng chắn sóng. ...... 80 4.3. Nghiên cứu quy luật giảm chiều cao sóng khi tiến sâu vào trong các trạng thái rừng ngập mặn ở Việt Nam. ........................................................ 95 4.3.1. Đặc điểm biến động chiều cao sóng trong rừng ngập mặn ............... 95 4.3.2. Mô hình hóa quy luật giảm chiều cao sóng khi sâu vào đai rừng ngập mặn. ............................................................................................................. 100 4.4. Nghiên cứu xác định bề rộng đai rừng ngập mặn chắn sóng ven biển Việt Nam... 107 4.4.1. Xác định bề rộng đai rừng cần thiết để đảm bảo an toàn phòng hộ ven biển. .................................................................................................................................. 107 4.5. Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để xây dựng các giải pháp quản lý rừng ngập mặn đảm bảo hiệu quả chắn sóng ven biển ở Việt Nam....................... 115 4.5.1 Xây dựng bảng tra bề rộng đai rừng cần thiết, bề rộng đai rừng tối ưu, chiều cao sóng sau đai rừng............................................................................................. 115 4.5.2. Phương pháp sử dụng các bảng tra nhằm xác định chiều cao sóng và bề rộng đai rừng ngập mặn chắn sóng ven biển......................................................... 132 4.5.3. Những giải pháp tổng hợp cho quản lý RCS ven biển................................. 134
155 v KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ...................................................... 141 1. Kết luận.................................................................................................... 141 2. Tồn tại...................................................................................................... 142 3. Kiến nghị ................................................................................................. 143 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO
156 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải CNM Cây ngập mặn DRC Hội Chữ thập đỏ Đan Mạch (Denish Red Cross) D1.3 Đường kính thân (cm) Dt Đường kính tán (m) ĐDSH Đa dạng sinh học EXP Hàm trả về lũy thừa cơ số e Tổ chứng Lương Nông Quốc tế (Food and Agriculture FAO Organization) GIZ Tổ chức hợp tác kỹ thuật Đức Hdc Chiều cao dưới cành (m) Hs Chiều cao sóng (cm) Hvn Chiều cao vút ngọn (m) Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên Thiên IUCN nhiên (International Union for Conservation of Nature) JRC Hội Chữ thập đỏ Nhật Bản MAP Dự án hành động RNM (Mangrove Action Project) Max Giá trị lớn nhất Min Giá trị nhỏ nhất N Mật độ (cây/ha) NGO Tổ chức phi chính phủ (Non-government organization) R Hệ số tương quan 2 R Hệ số xác định RNM Rừng ngập mặn RCS Rừng chắn sóng S% Hệ số biến động STD Sai tiêu chuẩn TC Độ tàn che (%)
157 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số TT Tên bảng Số trang Tiêu chuẩn bề rộng đai rừng và đường kính tương ứng với 1.1 13 những sóng thần có độ cao khác nhau Chiều cao sóng biển cực đại quan trắc được ở một số địa 4.1 60 điểm điển hình từ năm 2005 đến 2010 Chiều cao sóng biển trung bình quan trắc được ở một số 4.2 64 địa điểm điển hình năm 2005 - 2010 Tần số xuất hiện các chiều cao sóng khác nhau từ năm 4.3 65 2005 đến 2010 4.4 Các chỉ tiêu cấu trúc RNM ở các lâm phần khác nhau 92 4.5 Một số chỉ tiêu thống kê về sóng trong RNM 95 Phương trình liên hệ giữa chiều cao sóng với khoảng cách 4.6 97 vào sâu trong rừng ngập mặn Chỉ tiêu thống kê các tham số của phương trình suy giảm 4.7 98 chiều cao sóng trong RNM Tổng hợp kết quả phân tích liên hệ của tham số a với các 4.8 102 nhân tố ảnh hưởng Đặc trưng thống kê của những đại lượng trong phân tích 4.9 102 liên hệ với tham số a Đặc trưng thống kê của những đại lượng trong phân tích 4.10 104 liên hệ của tham số b Tổng hợp kết quả phân tích liên hệ của tham số b với các 4.11 104 nhân tố ảnh hưởng Kết quả xác định sai số chiều cao sóng khi vào trong RNM 4.12 106 bằng phương trình thực nghiệm Xác định bề rộng cần thiết của các đai RCS ở duyên hải 4.13 Việt Nam theo hệ số b của phương trình thực nghiệm hs = 109 a*e(b*d) Bề rộng cần thiết của đai RCS ứng với hệ số cấu trúc C 4.14 110 của RNM
158 viii 4.15 Phân cấp RNM theo khả năng chắn sóng 112 4.16 Phân cấp rừng ngập mặn chắn sóng ở các địa phương. 113 Tham số b và bề rộng cần thiết của dải RNM chắn sóng 4.17 115 ứng với mỗi trạng thái rừng khác nhau 4.18 Bảng tra bề rộng đai rừng cần thiết 118 4.19 Bảng tra bề rộng đai rừng ngập mặn tối ưu 122 4.20 Bảng tra chiều cao sóng trong trường hợp Htr =100cm 126 4.21 Bảng tra chiều cao sóng trong trường hợp Htr =200cm 127 Đặc trưng thống kê của những đại lượng trong phân tích 4.22 128 liên hệ của tham số b
159 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Số TT Tên bảng Số trang 1.1 Diện tích RNM thế giới theo quốc gia, 2005 (FAO, 2007) 7 1.2 Bản đồ phân bố RNM trên thế giới 8 Ảnh vệ tinh vùng biển đảo Katchall, Nicobars ở Ấn Độ 1.3 15 Dương 2.1 Thiết bị GPSMAP 76csx 38 Sơ đồ bố trí tuyến đo sóng theo chiều sâu vào trong đai 2.2 39 RNM 2. 3 Đo chiều cao sóng đến 50cm bằng sào có khắc vạch tới cm 39 Đo chiều cao sóng trên 50cm-100cm bằng phao định 2.4 40 hướng Đo chiều cao sóng từ 1-5 m trong bão bằng máy đo sóng 2. 5 41 tự ghi 2.6 Cấu tạo máy IFEES 41 2.7 Mô phỏng cách đo chiều cao sóng (Hs) 42 2.8 phỏng vấn người dân địa phương ở vùng RNM 43 4.1 Một số tác hại của sóng biển gây ra 59 Biến động chiều cao sóng ở trạm hải văn Bãi Cháy từ năm 4. 2 61 2005 đến đến 2010 Biến động chiều cao sóng ở trạm hải văn Hòn Dấu từ năm 4.3 61 2005 đến năm 2010 Biến động chiều cao sóng ở trạm hải văn Sầm Sơn từ năm 4.4 62 2005 đến 2010 Biến động chiều cao sóng ở trạm hải văn Sơn Trà từ năm 4.5 62 2005 đến năm 2010 Biến động chiều cao sóng ở trạm hải văn Vũng Tàu từ năm 4.6 63 2005 đến năm 2010
160 x Chiều cao sóng trung bình tại các kỳ quan trắc chính ở 4.7 65 Việt Nam 4.8 Phân bố số ngày xuất hiện chiều cao sóng khác nhau 66 Mô hình chiều cao sóng ở biển Đông vào 18 giờ ngày 4.9 67 12/10/2009 Mô hình chiều cao sóng ở biển Đông vào 0 giờ ngày 4.10 67 13/10/2009 Mô hình chiều cao sóng ở biển Đông vào 6 giờ ngày 4.11 68 13/10/2009 Sóng trong trận bão số 5, năm 2011 tại Hải Hậu – Nam 4.12 68 Định 4.13 Phân bố rừng ngập mặn ở Việt Nam 71 4.14 Một số loài CNM tại khu vực Đông Bắc 73 4.15 Một số loài CNM điển hình tại khu vực Nam Bộ 79 4.16 Mắm tiên phong lấn biển ở mũi Cà Mau 81 Quá trình diễn thế tự nhiên của RNM ở khu vực bán đảo 4.17 82 Cà Mau – Việt Nam 4.18 Tác dụng cản sóng của các loài CNM có hệ rễ chống 86 4.19 Tác dụng cản sóng của các loài CNM có hệ rễ thở 87 4.20 Tác dụng cản sóng của các loài CNM khác 88 4.21 Mặt cắt ngang điển hình của đai RNM 89 4.22 Mặt bằng mô hình giảm sóng của RNM 90 4.23 Đường kính cây RNM ở các lâm phần 93 4.24 Đường kính tán cây RNM ở các lâm phần 93 4.25 Chiều cao dưới cành của cây RNM ở các lâm phần 94
161 xi 4.26 Chiều cao vút ngọn của cây RNM ở các lâm phần 94 4.27 Mật độ cây RNM ở các lâm phần 95 4.28 Đo chiều cao sóng tại Bạc Liêu 96 Chiều cao sóng ở các khoảng cách khác nhau khi vào trong 4.29 99 đai RNM tính trung bình cho tất cả các lần đo Mô phỏng sự suy giảm chiều cao sóng sau khi đi vào 4.30 99 RNM Chiều cao sóng ở các khoảng cách khác nhau trong đai 4.31 101 RNM ở Hải Phòng Chiều cao sóng ở các khoảng cách khác nhau trong đai 4.32 101 RNM ở Cần Giờ Liên hệ giữa tham số a với chiều cao sóng phía trước đai 4.33 103 rừng Sự phù hợp của số liệu về chiều cao sóng tính theo lý 4.34 106 thuyết với chiều cao sóng tính theo thực tế của 588 lần đo Biến động bề rộng cần thiết của đai RCS theo chỉ tiêu cấu 4.35 111 trúc C 4.36 Bề rộng tối ưu ở một số địa phương ven biển Bắc Bộ 124 Biểu đồ hình cột thể hiện mối quan hệ tỷ lệ nghịch giữa 4.37 129 chiều cao sóng sau đai rừng Hs và hệ số cấu trúc C Biểu đồ đường cong thể hiện mối quan hệ tỷ lệ nghịch 4.38 130 giữa chiều cao sóng sau đai rừng Hs và hệ số cấu trúc C Biểu đồ hình cột thể hiện mối quan hệ tỷ lệ nghịch giữa 4.39 130 chiều cao sóng sau đai rừng Hs và bề rộng đai rừng d Biểu đồ đường cong thể hiện mối quan hệ tỷ lệ nghịch 4.40 131 giữa chiều cao sóng sau đai rừng Hs và bề rộng đai rừng d Hệ thống đê, kè mỏ hàn, tường giảm sóng ở Hải Hậu – 4.41 Nam Định để bảo vệ bờ biển - nơi không thể trồng rừng 132 ngập mặn.
1 MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của luận án Việt Nam có 3260 km bờ biển lại nằm hoàn toàn trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và trải dài trên đường di chuyển của phần lớn các trận bão được hình thành từ vùng biển Philippin và biển Đông. Theo trung tâm khí tượng thuỷ văn quốc gia, mỗi năm Việt Nam trung bình chịu từ 6 – 7 trận bão và áp thấp nhiệt đới. Do ảnh hưởng của giải hội tụ nhiệt đới và các trận bão hàng năm, ở Việt Nam thường xuyên xuất hiện thời tiết mưa to và gió mạnh dữ dội. Đây là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến lũ lụt và sóng mạnh ở nước ta. Gió bão là nguyên nhân gây ra sóng lớn, sóng lớn làm cho nhà cửa, ruộng vườn, các công trình xây dựng, kiến trúc ... bị tàn phá mà đặc biệt là tuyến đê biển. Điều này đẩy nước mặn xâm nhập sâu vào trong lục địa, làm mặn hoá nhiều diện tích đất canh tác nông nghiệp, gây ra những thiệt hại lớn và lâu dài cho người dân. Chỉ tính một cơn bão như cơn bão số 2 (31/7/2005) đã làm thiệt hại hơn 218 tỉ đồng ở Hải Phòng, riêng huyện Tiên Lãng có gần 1200 ha nuôi trồng thuỷ sản bị ngập, gần 1000 tấn thuỷ sản bị mất trắng. Đê biển từ Bến Gót đến Hoàng Châu (Cát Hải) bị vỡ nhiều đoạn, đe doạ tài sản và tính mạng của hơn một nghìn người dân sinh sống trên đảo. Bên cạnh đó, sự nóng lên của khí quyển và những biến đổi bất thường của khí hậu trên phạm vi toàn cầu đã gây ra nhiều ảnh hưởng nặng nề cho con người. Thiên tai xuất hiện với tần xuất nhiều hơn và có xu hướng mạnh lên. Trong những năm gần đây Việt Nam phải chứng kiến nhiều trận mưa lớn tới vài trăm, thậm chí hàng nghìn milimet trong một hai ngày đêm, nhiều trận bão mạnh với sức gió trên cấp 12 và đường đi rất khó dự đoán. Những trận mưa bão này thường kèm theo sóng lớn, chiều cao sóng ven
2 biển có thể đạt tới 5 m, sức tàn phá của nó vô cùng lớn, tính mạng của người dân đặc biệt là người dân sống xung quanh khu vực ven biển bị đe dọa. Chính vì vậy, nghiên cứu những giải pháp chắn sóng ven biển là yêu cầu cấp bách trong giai đoạn hiện nay. Qua các kết quả nghiên cứu khoa học và kinh nghiệm thực tiễn đã khẳng định rằng: Một trong những giải pháp hiệu quả để chắn sóng ven biển là sử dụng các đai RNM chắn sóng. So với những giải pháp công trình thì giải pháp này có chi phí đầu tư thấp hơn đồng thời góp phần cải thiện môi trường sinh thái ven biển, đáp ứng mục tiêu phòng chống biến đổi khí hậu. Trong giai đoạn hiện nay, RNM đang bị suy thoái cả về số lượng và chất lượng. Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 1943 diện tích RNM Việt Nam trên 408.500 ha, đến năm 1996 giảm còn 290.000 ha, đến năm 2008 còn là 209.741 ha và đến năm 2011 giảm còn 156.608 ha. Như vậy diện tích RNM so với năm 1943 đã bị giảm đi rất lớn. Các kết quả điều tra nguyên nhân suy giảm RNM đều cho rằng: Hoạt động khai phá RNM để lấy đất sản xuất nông nghiệp và phá RNM để nuôi trồng thuỷ sản là nguyên nhân chính. Một trong những nguyên nhân quan trọng khác là việc quản lý RNM lỏng lẻo của các cơ quan nhà nước, sự phối hợp không chặt chẽ giữa các ngành, các cấp ở địa phương trong quy hoạch và phát triển RNM, chưa đánh giá được đầy đủ khả năng chắn sóng ven biển của rừng, chưa xây dựng được tiêu chuẩn cho RCS ven biển, chưa quy hoạch được những diện tích cần thiết cho việc bảo vệ và phát triển RCS ven biển và chưa xây dựng được những giải pháp tổng thể cho quản lý sử dụng hiệu quả loại rừng này. Ngoài ra còn có các nguyên nhân khác như chiến tranh hóa học, sự ô nhiễm nguồn nước, tình trạng xói lở bờ biển, hoạt động phá hoại của sâu bệnh hại ...
3 Nhận thức được vai trò quan trọng của RNM, trong những năm gần đây Nhà nước đã có nhiều chính sách để khôi phục RNM. Một số địa phương đã đầu tư với kinh phí rất lớn để khôi phục dải rừng này như Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình, Nghệ An, Thanh Hoá vv... Bên cạnh một số kết quả đã đạt được như nâng cao được độ che phủ của rừng, góp phần đáng kể vào phòng hộ ven biển, vẫn còn nhiều tồn tại, như chưa đánh giá được một cách định lượng về mức độ chắn sóng của RNM, việc xây dựng cấu trúc rừng chủ yếu dựa vào các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chưa kết hợp với nhu cầu chắn sóng ở từng địa phương. Việc thiết kế và quy hoạch RNM chắn sóng chưa nghiên cứu đến đặc điểm động lực học ven bờ ở từng địa phương. Cấu trúc rừng và bề rộng đai rừng chưa phù với đặc điểm sóng ở khu vực đó. Ngoài ra, một số nơi trồng rừng còn bị chết rất nhiều, một trong những nguyên nhân là chưa đánh giá đúng ảnh hưởng của sóng biển ở khu vực đó. Để khắc phục tồn tại trên, một trong những nhiệm vụ cấp bách là phải nghiên cứu xây dựng được các giải pháp khoa học cho việc sử dụng rừng để chắn sóng ven biển, trong đó phải đánh giá hiệu quả chắn sóng ven biển của rừng, xây dựng được tiêu chuẩn cho RCS ven biển, xây dựng được phương pháp xác định bề rộng và đặc điểm cấu trúc cần thiết của các đai RCS ven biển, xây dựng được các giải pháp tổng thể cho quản lý RNM chắn sóng phù hợp với điều kiện Việt Nam. Đây cũng là những nhiệm vụ chủ yếu cần được giải quyết trong luận án “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng chắn sóng của rừng ngập mặn ở Việt Nam”. Luận án này hướng vào xây dựng tiêu chuẩn và đề xuất những giải pháp quản lý đảm bảo hiệu quả chắn sóng của RNM ven biển ở Việt Nam.
4 2. Ý nghĩa khoa học của luận án 2.1. Ý nghĩa khoa học: Góp phần xây dựng một số cơ sở khoa học cho các giải pháp giảm thiểu tác hại của sóng biển ở Việt Nam. 2.2. Ý nghĩa thực tiễn: Là cơ sở khoa học phục vụ cho quy hoạch rừng phòng hộ ngập mặn ven biển ở các địa phương. 3. Mục tiêu của luận án 3.1. Mục tiêu về lý luận Góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc xác định tiêu chuẩn của rừng ngập mặn chắn sóng ven biển ở Việt Nam. 3.2. Mục tiêu về thực tiễn + Đánh giá được một số đặc điểm của sóng và cấu trúc rừng ngập mặn ven biển Việt Nam. + Liên hệ mức độ giảm sóng với cấu trúc rừng ngập mặn. + Xây dựng được tiêu chuẩn RNM chắn sóng. + Thông qua việc nghiên cứu cấu trúc và khả năng chắn sóng của RNM, đề xuất được các giải pháp để quản lý RNM ở Việt Nam theo hướng bền vững về mặt sinh thái và đáp ứng yêu cầu về phòng hộ chắn sóng. 4. Những đóng góp mới của luận án Về mặt lý luận: Lần đầu tiên ở Việt Nam đề tài đã làm sáng tỏ được quy luật giảm chiều cao sóng trong rừng ngập mặn là quy luật hàm mũ, đã xác định được dạng phương trình giảm sóng, đã xác định được mối liên hệ định lượng giữa chiều cao sóng trong và sau dải rừng ngập mặn với các nhân tố quan trọng nhất gồm: chiều cao sóng trước dải rừng và đặc điểm cấu trúc rừng. Luận án đã xây dựng được công thức xác định hệ số giảm sóng của rừng ngập mặn. Đây là cơ sở khoa học để xác định các tiêu chuẩn rừng ngập mặn chắn sóng, cũng như những biện pháp quản lý rừng ngập mặn chắn sóng
5 phù hợp với đặc điểm rừng ngập mặn và sóng biển ở từng nơi. Lần đầu tiên ở Việt Nam đề tài đã đưa ra được phương pháp xác định chiều cao sóng sau dải rừng ngập mặn và phương pháp xác định bề rộng cần thiết của các dải rừng ngập mặn có tính đến những nhân tố ảnh hưởng quan trọng nhất là những chỉ tiêu cấu trúc rừng và chiều cao sóng biển trước dải rừng. Về mặt thực tiễn: Đề tài đã xây dựng được bảng phân loại các trạng thái rừng ngập mặn theo khả năng chắn sóng, xây dựng được các bảng tra phục vụ cho việc quản lý RNM bao gồm: (1)- Bảng tra bề rộng đai RNM cần thiết đảm bảo chắn sóng biển đáp ứng yêu cầu của sản xuất và đời sống, (2)- Bảng tra bề rộng đai rừng tối ưu cho các trạng thái RNM ở các địa phương, (3)- Bảng tra xác định chiều cao sóng ở vị trí bất kỳ trong RNM. 5. Đối tượng và địa bàn nghiên cứu của luận án - Đối tượng nghiên cứu: + Cấu trúc rừng ngập mặn ven biển Việt Nam, tác giả nghiên cứu các loại cấu trúc: Tổ thành loài, cấu trúc theo chiều ngang, cấu trúc theo chiều thẳng đứng, đường kính, chiều cao, mật độ, độ tàn che của từng loại trạng thái rừng + Đường kính tán, đường kính thân, chiều cao cây, độ tàn che, hệ rễ của các dạng thực vật ngập mặn điển hình. + Chiều cao sóng trung bình, chiều cao sóng cực đại, tần xuất xuất hiện sóng cực đại từ năm 2005 đến 2010. + Chiều cao sóng trước đai rừng, chiều cao sóng tại các vị trí khác nhau trong rừng. - Địa bàn nghiên cứu: Tác giả chọn 10 tỉnh có diện tích RNM điển hình cho 3 vùng Bắc, Trung, Nam làm địa bàn nghiên cứu là Quảng Ninh, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Hà Tĩnh, TP Hồ Chí Minh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau để tiến hành đo sóng và nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc liên quan đến mức độ giảm sóng.
6 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan tài liệu nghiên cứu nước ngoài 1.1.1. Những nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng ngập mặn RNM là tên chung của những dải rừng ven biển bị ngập thường xuyên hoặc định kỳ bởi thuỷ triều. Với diện tích rộng, sinh khối lớn, tổ thành đa dạng và đặc biệt là phân bố ở nơi “đầu sóng ngọn gió” RNM được xem là đối tượng có giá trị kinh tế và sinh thái to lớn. Nó có khả năng cung cấp gỗ củ, các loại lâm đặc sản và nhiều loại hải sản giá trị, có khả năng cố định bùn cát, chắn gió, chắn sóng bảo vệ các tuyến đê ven biển, nhà cửa, đồng ruộng và những công trình kinh tế văn hoá ven bờ, góp phần quan trọng bảo vệ môi trường sống của con người và thiên nhiên ở nhiều vùng duyên hải. Với ý nghĩa kinh tế và sinh thái to lớn RNM đã trở thành đối tượng nghiên cứu của nhiều tác giả. Đến cuối thế kỷ XX các nghiên cứu đã được thực hiện ở hầu hết các quốc gia có RNM. Chủ yếu tập trung vào ba lĩnh vực chính: (1) - Sự hình thành, đặc điểm cấu trúc và sinh thái RNM, (2)- Giá trị kinh tế và sử dụng RNM, (3)- Vấn đề kinh tế xã hội và chính sách cho quản lý RNM. Các nghiên cứu về RNM thường dành một phần hoặc toàn bộ vào sự hình thành, cấu trúc và sinh thái rừng. Những vấn đề được hàng trăm tác giả quan tâm đến là điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, thủy văn, đặc điểm tổ thành, quá trình tái sinh, diễn thế, sinh trưởng, phát triển, năng suất sinh học v.v… Do môi trường phân bố của RNM là các bãi bồi ven biển, nơi chịu ảnh hưởng của thủy triều nên vai trò quan trọng nhất của hệ sinh thái RNM là khả năng chắn sóng phòng hộ ven biển. Khả năng chắn sóng của RNM liên quan chặt chẽ đến đặc điểm cấu trúc. Tuy nhiên, các đặc điểm cấu trúc liên quan đến khả năng chắn sóng của hệ sinh thái RNM như đường kính, chiều cao, mật độ, độ tàn che... đến nay vẫn chưa được nghiên cứu một các cụ thể. Chính vì vậy, nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc liên quan đến mức độ chắn sóng là hết sức cần thiết, trên cơ sở phân tích qua các số liệu đo đạc cụ thể, xem xét mối quan hệ qua lại giữa các yếu tố này để đánh giá một cách định lượng mức độ giảm sóng.
7 Sau khi nghiên cứu các tài liệu trên thế giới tác giả đã phân tích và đi đến một số đánh giá như sau: RNM phân bố chủ yếu ở vùng xích đạo và vùng nhiệt đới hai bán cầu. Tuy nhiên một số loài có thể mở rộng khu phân bố lên phía Bắc tới Bermunda (32020' Bắc) và Nhật Bản (31022' Bắc) như Trang (Kandelia obovata), Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), Đước vòi (Rhizophora stylosa), Cóc vàng (Lumnitzera racemosa)... Giới hạn phía Nam của CNM là New Zealand (38003’ Nam) và phía nam Australia (38043’ Nam). Ở những vùng này do khí hậu mùa đông lạnh nên thường chỉ có loài Mắm biển (Avicennia marina) (Walter,1971; Blasco F., 1984 [31]; Molony B . và M. Sheaves., 1995 [57]). Năm 2007 [38], FAO đã công bố tài liệu “RNM của thế giới 1980 – 2005” dựa vào các số liệu đáng tin cậy của các nước. Ước tính năm 2005 diện tích RNM hiện có trên toàn thế giới là 15,2 triệu hecta, giảm so với 18,8 triệu hecta năm 1980. Diện tích RNM lớn nhất thuộc về châu Á, tiếp theo là châu Phi, Bắc và Trung Mỹ. Chỉ riêng diện tích RNM của năm quốc gia (Indonesia, Australia, Brazil, Nigeria, Mexico) đã chiếm 48% tổng diện tích RNM trên toàn thế giới. Cũng như vậy, chỉ tính diện tích RNM của 10 quốc gia cũng đã chiếm 65% tổng diện tích RNM toàn thế giới. 35% còn lại nằm rải rác trên lãnh thổ của 114 quốc gia và vùng lãnh thổ, trong số đó 60 quốc gia và vùng lãnh thổ có ít hơn 10.000 ha RNM. Hình 1.1. Diện tích RNM thế giới theo quốc gia, 2005 (FAO, 2007)