PHẢN ỨNG CỦA MỘT SỐ LOÀI CÂY NGẬP MẶN VỚI YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG KHU VỰC VEN BIỂN CẦN GIỜ, TP HỒ CHÍ MINH

Tóm tắt

Thành phần loài cây, phân bố và tình trạng sống của chúng thay đổi theo lượng phù sa và độ mặn của đất và nước. Kết quả của sự thay đổi này dẫn đến sự thu hẹp khu phân bố của nhiều loài cây gỗ.Nghiên cứu này giới thiệu ảnh hưởng của môi trường đến sinh trưởng của những loài cây gỗ tại khu vực ven biển Cần Giờ thuộc thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân tích phản ứng của một số loài cây gỗ đối với độ dày của lớp trầm tích, độ sâu ngập nước, thời gian xả nước thải và độ mặn của nước. Nghiên cứu được thực hiện với 10 loài cây rừng ngập mặn (cây gỗ). Độ dày lớp trầm tích, độ sâu ngập nước, thời gian xả nước thải và độ mặn của nước được phân chia tương ứng thành 5, 5, 6 và 9 cấp. Ở mỗi mức của yếu tố thí nghiệm, mỗi loài cây gỗ được trồng 50 cây/50 m² và lặp lại 3 lần. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng sinh trưởng của 10 quần thể cây gỗ của rừng ngập mặn gia tăng theo sự gia tăng độ dày lớp trầm tích. Chúng sống tốt nhất ở biên độ ngập nước từ 0,5 – 2,5 m. Sinh trưởng của cây bị suy giảm theo độ dài thời gian xả nước thải. Độ mặn tối ưu đối với Bần chua, Bần trắng, Dà vôi, Dừa lá, Đưng, Đước, Mấm biển, Mấm đen, Mấm trắng và Vẹt tách tương ứng là 15,0; 16,7; 19,2; 6,2; 18,7; 17,3; 22,0; 19,4; 19,8 và 19,7‰.  

Từ khoá: Rừng ngập mặn, tỷ lệ sống, trầm tích, độ sâu ngập nước, độ mặn, hàm tương quan.

RESPONSIBILITIES OF MANGROVE TREES SPECIES TO ENVIRONMENTAL CHANGE IN THE COASTAL AREA OF CAN GIO, HO CHI MINH CITY

Le Thanh Quang¹, Hoang Van Thoi¹, Kieu Tuan Dat¹, Nguyen Khac Dieu¹, Dinh Duy Tuan¹, Dinh Thi Phuog Vy¹, Thai Thanh Luom², Phan Van Trung³, Huynh Duc Hoan³ and Bui Nguyen The Kiet³

        ¹ Forest Science Institute of South Vietnam (FSIS)

         ² Kieng Giang University 

         ³ Can Gio mangrove Protection Forest Management Board

Plant distributions, growth and development are strongly impacted by the environmental factors. In this study, we studied the responses of some mangrove tree species in the coastal areas in Can Gio, HCMC to the thickness of sediment

This study introduces the impact of environment on the growth of mangrove tree species in the coastal area of ​​Can Gio in Ho Chi Minh City. In this study, we analyzed the response of some mangrove tree species to some environmental factors such as: the thickness of the sediment, the depth of inundation, the time of discharge of wastewater and the salinity of the water. The study was carried out on 10 mangrove tree species that are widely distributed in the coastal region…, Sediment thickness, depth of inundation, wastewater discharge time and water salinity were divided into 5, 5, 6 and 9 levels, respectively. At each level, each tree species was planted with 50 trees per 50m² and repeated three times.  Results showed that the growth of all of tenth mangrove populations of increases with the increase of sediment thickness and are well-developed at 0.5 to 2.5 m. in depth of inundation. The optimal salinity for the growth of Sonneratia caseolaris, Sonneratia alba, Ceriops tagal, Nypa fruticans, Rhizophora mucronata, Rhizophora apiculata, Avicennia marina, Avicennia officinalis, Avicennia alba, Bruguiera paviflora were 15.0; 16.7; 19.2; 6.2; 18.7; 17.3; 22.0; 19.4; 19.8 and 19.7‰, respectively

Keywords: Mangrove forest, survival rate of plantation of mangrove, sediments, depth of inundation, salinity, general linear model.

1. Đặt vấn đề

Đời sống của cây gỗ và rừng ngập mặn (RNM) phụ thuộc vào sự biến đổi của môi trường sống (Kimmins, 1998; Phan Nguyên Hồng, 1999; Thái Văn Trừng, 1999; Nguyễn Văn Thêm, 2002; Đặng Công Bửu, 2006). Ảnh hưởng của các nguồn ô nhiễm đến môi trường biểu hiện thông qua sự thay đổi dòng chảy, độ mặn nước biển, trầm tích, xói lở, hàm lượng các chất trong môi trường đất và nước, tình trạng sống của các sinh vật và rừng. Thành phần loài cây, phân bố và tình trạng sống của chúng thay đổi theo lượng phù sa và độ mặn của đất và nước. Kết quả của sự thay đổi này dẫn đến sự thu hẹp khu phân bố của nhiều loài cây gỗ. Rừng ngập mặn có thể bị thu hẹp diện tích và suy giảm sản lượng.

Trong điều kiện đất và nước mặn, sự phát triển của RNM phụ thuộc chặt chẽ vào đặc tính của nước và đất (pH, tổng chất rắn (TSS, mg/l), hàm lượng (Nito, Photpho, DO, BOD₅) và các kim loại nặng (As, Cd, Hg, Pb). Thế nhưng, hiện nay vẫn còn thiếu những nghiên cứu về phản ứng của RNM đối với các tác nhân gây ô nhiễm môi trường. Vì thế, nghiên cứu mối quan hệ giữa RNM với các tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất và nước là một vấn đề cần được đặt ra.

Xuất phát từ những vấn đề đặt ra trên đây, mục tiêu của nghiên cứu này là phân tích phản ứng của một số loài cây gỗ đối với độ dày của lớp trầm tích, độ sâu ngập nước, thời gian xả nước thải và độ mặn của nước. Kết quả của nghiên cứu này không chỉ giúp ích cho các cơ quan chức năng ra quyết định về quy hoạch và xây dựng các khu dân cư và đô thị, mà còn xây dựng các khu xả thải, dự đoán tình trạng môi trường và các giải pháp giảm thiểu những bất lợi của các nguồn ô nhiễm.

2. Phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu

            Đối tượng nghiên cứu là sinh trưởng của 10 loài cây gỗ trong những điều kiện môi trường khác nhau. Đó là Bần chua (Sonneratia caseolaris); Bần trắng (Sonneratia alba), Dà vôi (Ceriops tagal); Dừa lá (Nypa fruticans); Đưng (Rhizophora mucronata); Đước (Rhizophora apiculata); Mấm biển (Avicennia marina); Mấm đen (Avicennia officinalis); Mấm trắng (Avicennia alba); Vẹt tách (Bruguiera paviflora). Đây là những cây ngập mặn (CNM) thường bắt gặp ở vùng ven biển từ cửa sông Soài Rạp đến cửa sông Mỹ Thanh thuộc vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long. Địa điểm nghiên cứu được thực hiện tại khu vực ven biển Cần Giờ, Tp. Hồ Chí Minh. Đây là vùng đất phù sa bồi tụ nằm ở khu vực cửa sông của hệ thống sông Đồng Nai, có tọa độ địa lý từ 10°22’14’’ – 10°37’39’’ vĩ độ Bắc và từ 106°46’12’’- 107°00’50’’ kinh độ Đông. Phía Đông tiếp giáp với tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu (qua tuyến sông Thị Vải – Cái Mép). Phía Tây giáp với tỉnh Tiền Giang và tỉnh Long An (qua tuyến sông Soài Rạp). Phía Bắc giáp với huyện Nhơn Trạch của tỉnh Đồng Nai. Phía Nam giáp với biển Đông.

Khí hậu rừng ngập mặn Cần Giờ mang đặc tính nóng ẩm và bị chi phối bởi qui luật gió mùa cận xích đạo với 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 với hướng gió thịnh hành là Tây – Tây Nam, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau với hướng gió thịnh hành là Bắc – Đông Bắc. Cần Giờ là khu vực có lượng mưa thấp nhất ở thành phố Hồ Chí Minh; nhiệt độ bình năm khoảng 27°C và ít dao động giữa các tháng; độ ẩm cao hơn các nơi khác, trung bình từ 80 – 85%; lượng bốc hơi trung bình khoảng 1204 mm/tháng; số giờ nắng trung bình 7 – 9 giờ/ngày. Do nằm sát biển nên cần Giờ chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông, với biên độ triều từ 3,5 - 4,2 m. Chênh lệch giữa hai đỉnh triều trong ngày từ 0,2 - 0,4 m; giữa hai chân triều lên đến 1m.

2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm và thu thập số liệ

            Thí nghiệm được bố trí trên 04 vị trí ở các tọa độ

Trong nghiên cứu này, phản ứng của 10 loài quần thể CNM được phân tích trong mối quan hệ với 4 yếu tố môi trường: độ dày lớp trầm tích (cm); độ sâu ngập nước (m); thời gian xả nước thải (ngày); độ mặn (^o/_oo), độ mặn được đo trực tiếp tại hiện trường lúc triều xuống bằng khúc xạ kế- Atago). Độ dày lớp trầm tích được phân chia thành 5 cấp: 0, 5, 10, 20 và > 20 cm (độ dày lớp trầm tích được xác định bằng cọc bê tông đóng định vị tại lô thi nghiệm có vạch mức xác định độ cao theo centimet và theo dõi thay đổi tầng trầm tích, lớp mùn và lớp phủ thực bì). Trên mỗi lớp trầm tích, mỗi loài CNM được trồng 50 cây/50 m² (Mật độ 10.000 cây/ha) và lặp lại 3 lần. Độ sâu ngập nước được phân chia thành 5 cấp: 0; 0,5 m; 1,5 m; 2,5; > 2,5 (m) (độ sâu ngập nước theo mức đỉnh điều cao nhất tại vị trí nghiên cứu). Trên mỗi cấp độ sâu ngập). Trên mỗi cấp độ sâu ngập nước, mỗi loài CNM được trồng 50 cây/50 m² (Mật độ 10.000 cây/ha) và  lặp lại 3 lần. Thời gian xả nước thải được phân chia thành 6 cấp: 0, 5, 10, 15, 20 và ≥ 25 (ngày/tháng), (thời gian được điều tra khảo xác của hộ kinh doanh, doanh nghiệp thủy hải sản,đơn vị xây dựng và tàu bè ra vào). Ở mỗi cấp thời gian xả nước thải, mỗi loài CNM được trồng 50 cây/50 m² (10.000 cây/ha, tiêu chuẩn cây con đem trồng thí nghiệm trồng từ 8 -12 tháng tuổi. Cây được gieo ươm trong túi bầu Pôlyêtylen kích thước 25*30cm. Cây con đem trồng là những cây sinh trưởng tốt, thân thẳng và không bị sâu bệnh; đường kính gốc (D₀) và chiều cao (H) lớn hơn 0,5cm và 50cm.) và lặp lại 3 lần. Độ mặn của nước được phân chia thành 9 cấp (0 – 40‰); trong đó khoảng cách mỗi cấp là 5‰. Ở mỗi cấp độ mặn, mỗi loài CNM được trồng 50 cây/50 m² (Mật độ 10.000 cây/ha) và lặp lại 3 lần. Kết quả của 4 thí nghiệm này được đánh giá và theo dõi từ tháng 9 năm 2020 - 9 năm 2022. Trong đánh giá kết quả thí nghiệm, mỗi quần thể CNM được thu thập 30 cây ở trung tâm lô thí nghiệm (nhằm đảm bảo số lượng mẫu thống kê và giảm ảnh hưởng của các yếu tố môi trường xung quanh). Chỉ tiêu đánh giá là sinh trưởng đường kính gốc (D, cm) và chiều cao toàn thân (H, cm). Chỉ tiêu D được xác định bằng thước kẹp Panme với độ chính xác 0,1 cm. Chỉ tiêu H được xác định bằng thước đo chiều cao với độ chính xác 1,0 cm.

Bản đồ vị trí thí nghiệm

2.3. Phương pháp xử lý số liệu

Phản ứng của 10 quần thể CNM đối với sự thay đổi của môi trường sống được xử lý theo 3 bước.

Bước 1: Xác định chỉ số phức hợp về cấu trúc (SCI = Structural Complexity Index) của 10 quần thể CNM theo độ dày lớp trầm tích, độ sâu ngập nước, thời gian xả nước thải và độ mặn của nước. Chỉ số SCI được tính theo công thức 1. Sở dĩ sử dụng chỉ số SCI là vì chỉ số này phản ánh phản ứng tổng hợp của 10 quần thể CNM với sự thay đổi môi trường sống.

SCI = (D*H)/100                                (1)

Bước 2: So sánh sự khác biệt về sinh trưởng D, H và chỉ số SCI của 10 quần thể CNM theo 4 môi trường khác nhau. Những khác biệt này được đánh giá bằng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA).

Bước 3: Xác định phản hồi của 10 quần thể CNM đối với độ sâu ngập nước và độ mặn của nước. Hàm phản hồi của 10 quần thể này đối với 2 yếu tố sinh thái này có dạng như hàm 2 (Nguyễn Văn Thêm và ctv, 2022). Ở hàm 2, SCI là biến phản hồi (Biến phụ thuộc), X_i là biến độc lập (độ sâu ngập nước và độ mặn của nước), b₀, b₁ và b₂ là các tham số của hàm phản hồi, e là sai số của hàm phản hồi.

SCI = b₀ + b₁*X_i - b₂*X_i² + e              (2)

Các hệ số của hàm 2 được xác định theo phương pháp hồi quy và tương quan phi tuyến tính của Marquartz. Sau đó khảo sát hàm 2 để xác định 5 tham số sinh thái (Biên độ sinh thái = T_X; Công thức 3); Tối ưu sinh thái (U_OPT; Công thức 4); Vùng tối ưu sinh thái (U_OPT ± T_X; Công thức 5); Vùng tác động bình thường (U_OPT ± 2T_X; Công thức 6); Phạm vi chống chịu (U_OPT ± 4T_X; Công thức 7) đối với các biến X_i. Giá trị SCI_Max tương ứng với U_OPT được xác định theo công thức 8. Công cụ tính toán là phần mềm thống kê STATGRAPHICS Centurion XV.I 15.1.02.

T_X =                                          (3)                  

U_OPT =                                         (4)

U_68% = U_OPT ± T_X                               (5)

U_95% = U_OPT ± 2T_X                             (6)

U_99,9% = U_OPT ± 4T_X                           (7)

SCI_Max = b₀ + b₁U_OPT - b₂U_OPT²          (8)

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Ảnh hưởng của độ dày tầng trầm tích

Phản ứng của 10 quần thể CNM 1 tuổi đối với độ dày lớp trầm tích được dẫn ra ở Bảng 1. Những phân tích thống kê cho thấy sinh trưởng D, H và chỉ số SCI của 10 quần thể CNM tồn tại mối quan hệ dương rất rõ rệt (P < 0,05; Bảng 2) với độ dày lớp trầm tích. Điều đó chứng tỏ độ dày lớp trầm tích kiểm soát sinh trưởng của CNM.

3.2. Ảnh hưởng của độ sâu ngập nước

Những phân tích thống kê cho thấy sinh trưởng D, H và SCI của 10 quần thể CNM theo mức độ ngập nước khác nhau rất rõ rệt (P < 0,01; Bảng 3). Những phân tích hồi quy cho thấy chỉ số SCI của 10 quần thể CNM tồn tại mối quan hệ chặt chẽ với độ sâu ngập nước (Bảng 4). Hệ số R² dao động từ 61,2% ở loài Mấm biển đến 85,3% ở loài Đước. Bằng cách khảo sát các hàm (1) đến (10), xác định được các tham số sinh thái của quần thể CNM đối với độ sâu ngập nước (Bảng 5). Số liệu ở Bảng 5 cho thấy tất cả 10 quần thể CNM này đều có khả năng chống chịu với độ sâu ngập nước. Năm loài (Bần chua, Bần trắng, Dà vôi, Dừa lá, Vẹt tách) có thể sống bình thường trong biên độ ngập nước từ 0 – 3,5 m; tốt nhất từ 0,5 – 2,5 m. Bốn loài (Mấm đen và Mấm trắng, Đưng, Đước) có thể sống bình thường trong biên độ ngập nước từ 0 – 3,5 m; tốt nhất từ 0,5 – 2,5 m. Mấm biển có thể sống bình thường trong biên độ ngập nước từ 0 – 5 m; tốt nhất từ 0,5 – 3,0 m. Nói chung, 10 quần thể CNM này sống tốt ở độ sâu ngập nước từ 0,5 – 2,5 m.