Tài liệu NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CÁC HỆ SINH THÁI RỪNG VEN BIỂN Ở TỈNH QUẢNG TRỊ; ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ VÀ PHÁT TRIỂN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- TRẦN THỊ HÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CÁC HỆ SINH THÁI RỪNG VEN BIỂN Ở TỈNH QUẢNG TRỊ; ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ VÀ PHÁT TRIỂN LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC HÀ NỘI- 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- TRẦN THỊ HÂN NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CÁC HỆ SINH THÁI RỪNG VEN BIỂN Ở TỈNH QUẢNG TRỊ; ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ VÀ PHÁT TRIỂN LUẬN ÁN TIẾN SỸ SINH HỌC Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC Mã số: 62 42 01 20 Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. ĐỖ HỮU THƯ 2. PGS. TS.. PHẠM VIỆT CƯỜNG Hà Nội-2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án "Nghiên cứu đặc trưng các hệ sinh thái rừng ven biển ở tỉnh Quảng Trị, đề xuất các giải pháp bảo vệ và phát triển" là công trình nghiên cứu của bản thân, dưới sự hướng dẫn của TS. Đỗ Hữu Thư và PGS.TS Phạm Việt Cường. Các số liệu trình bày trong luận án là trung thực. Một số kết quả đã được công bố đồng tác giả, phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận án này. Hà Nội, ngày tháng 3 năm 2017 Tác giả luận án Trần Thị Hân i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và thực hiện luận án, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, các Cô, các cơ quan, đơn vị hữu quan, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến: - Quý Thầy, Cô phòng Sinh thái thực vật, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện luận án. - TS. Đỗ Hữu Thư (Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), người Thầy đã giành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận án. - PGS.TS Phạm Việt Cường (Viện trưởng Viện Nghiên cứu Khoa học Miền Trung) đã tận tình hướng dẫn và quan tâm tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành luận án. - Các đồng nghiệp ở Trung tâm KHCN Quảng Trị, Viện Nghiên cứu Khoa học Miền Trung đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. - Lãnh đạo và cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Trị, Chi cục bảo vệ môi trường tỉnh Quảng Trị, các Hạt Kiểm lâm các huyện Vĩnh Linh; Gio Linh; Triệu Phong và Hải Lăng đã tham mưu và cung cấp cho tôi nhiều tài liệu quý giá phục vụ quá trình nghiên cứu. - Gia đình và bạn bè đã luôn luôn quan tâm và động viên. Đây là động lực lớn cho tôi trong quá trình học tập, cũng như trong lúc thực hiện luận án. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận án bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu của Quý thầy cô và các bạn. Trân trọng. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Trần Thị Hân ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................. 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................... 3 1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA ......................................................... 3 1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÙNG VEN BIỂN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM ......................................................... 6 1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu vùng ven biển trên thế giới ............. 6 1.2.2 Tổng quan hình nghiên cứu vùng ven biển ở Việt Nam ..................... 9 1.3 TỔNG QUAN VỀ HST VÙNG CÁT VEN BIỂN MIỀN TRUNG VIỆT NAM ................................................................................................ 11 1.3.1 Vị trí HST ......................................................................................... 11 1.3.2 Qui mô HST ...................................................................................... 11 1.3.3 Diện tích HST ................................................................................... 11 1.3.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu vùng ven biển Miền Trung ........... 12 1.4 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÙNG VEN BIỂN QUẢNG TRỊ .............................................................................................. 21 1.4.1 Các công trình nghiên cứu vùng ven biển tỉnh Quảng Trị................ 21 1.4.2 Các nhân tố phát sinh tính ĐDSH vùng cát ven biển Quảng Trị ....... 25 CHƯƠNG 2.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU .................................................................................................. 41 2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN..................................................................... 41 2.1.1 Vị trí địa lý, hành chính .................................................................... 41 2.1.3. Khí hậu, thủy văn .............................................................................. 42 2.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI ....................................................... 45 2.2.1 Dân số, lao động và dân tộc .............................................................. 45 2.2.2 Đời sống và thu nhập của người dân ................................................ 45 2.2.3 Cơ sở hạ tầng và hoạt động xã hội .................................................... 46 CHƯƠNG 3.ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................................... 47 3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................ 47 3.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................................. 47 3.2.1 Phạm vi địa lý ................................................................................... 47 3.2.2 Phạm vi khoa học.............................................................................. 47 3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................... 47 3.3.1 Nghiên cứu hiện trạng các HST tự nhiên ......................................... 47 3.3.2 Nghiên cứu đặc trưng cơ bản của khu hệ thực vật trong các HST tự nhiên .......................................................................................................... 47 iii 3.3.3 Đánh giá vai trò và giá trị của các HST tự nhiên tại vùng nghiên cứu . .......................................................................................................... 47 3.3.4 Dự báo xu thế biến đổi của các HST tự nhiên khu vực nghiên cứu .... .......................................................................................................... 48 3.3.5 Đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ, bảo tồn và phát triển các HST tự nhiên tại vùng nghiên cứu. .......................................................................... 48 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 48 3.4.1 Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu ................................................ 48 3.4.2 Các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa ................................... 48 3.4.3 Các phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm..................... 52 3.4.4 Phương pháp thành lập bản đồ.......................................................... 54 3.4.5 Phương pháp tính chỉ số thực vật NDVI ......................................... 54 3.4.6 Phương pháp phân loại thảm thực vật của Thái Văn Trừng. ............ 54 3.4.7 Phương pháp đánh giá tính ĐDSH ................................................... 55 3.4.8 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................. 55 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................ 56 4.1 HIỆN TRẠNG CÁC HST TỰ NHIÊN VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ .............................................................................................. 56 4.1.1 Nguồn gốc hình thành ....................................................................... 56 4.1.2 Phân loại ........................................................................................... 62 4.1.3 Diện tích và phân bố ......................................................................... 68 4.2 ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA KHU HỆ THỰC VẬT TRONG CÁC HST TỰ NHIÊN VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ. ....................... 73 4.2.1 HST rừng kín thường xanh hình thành trên đất bazan ..................... 73 4.2.2 HST rừng trên cát (HST-RTC) ......................................................... 84 4.2.3 HST rừng đầm lầy ngập nước ngọt (HST-RNN).............................. 95 4.2.4 HST rừng ngập nước mặn (HST-RNM) ......................................... 100 4.3 ĐÁNH GIÁ VAI TRÒ VÀ GIÁ TRỊ CỦA CÁC HST TỰ NHIÊN VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ............................................................... 106 4.3.1 Vai trò và giá trị đối với kinh tế - xã hội - môi trường và phát triển khu vực...................................................................................................... 106 4.3.2 Vai trò và giá trị của các HST tự nhiên ven biển tỉnh Quảng Trị đối với khoa học và nghiên cứu khoa học....................................................... 108 4.3.3 Vai trò và giá trị trong nghiên cứu bảo tồn các HST đặc thù và độc đáo ........................................................................................................ 113 4.4 DỰ BÁO XU THẾ BIẾN ĐỔI CỦA CÁC HST TỰ NHIÊN VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ...................................................................... 115 4.4.1 Xu thế biến đổi theo chiều hướng tiêu cực của các HST tự nhiên ven biển tỉnh Quảng Trị ........................................................................... 115 4.4.2 Xu thế biến đổi theo chiều hướng tích cực của các HST tự nhiên ven biển tỉnh Quảng Trị ................................................................................... 117 4.4.3 Xác định nguyên nhân suy giảm các HST tự nhiên ven biển tỉnh Quảng Trị .................................................................................................. 119 iv 4.5 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM BẢO TỒN VÀ PHÁT TRIỂN CÁC HST TỰ NHIÊN VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ......... 125 4.5.1 Đánh gía tác động của suy giảm HST tự nhiên ven biển tỉnh Quảng Trị ........................................................................................................ 125 4.5.2 Một số giải pháp bảo tồn và phát triển các HST tự nhiên ven biển tỉnh Quảng Trị ........................................................................................... 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................135 1. Kết luận ................................................................................................ 135 2. Kiến nghị .............................................................................................. 136 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ...........................................137 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ……………………………..138 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………139 Phần Phụ lục............................................................................................147 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa đầy đủ BĐKH Biến đổi khí hậu CNM Cây ngập mặn ĐNN Đất ngập nước FAO Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Liên hiệp quốc (Food and Agriculture Organization of the United Nations) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Global International Systems) GPS Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) HST Hệ sinh thái HST-RKTX Hệ sinh thái rừng kín thường xanh cây lá rộng trên đất bazan HST-RNM Hệ sinh thái rừng ngập nước mặn HST-RNN Hệ sinh thái rừng ngập nước ngọt HST-TRC Hệ sinh thái rừng kín thường xanh cây lá cứng trên cát ven biển IUCN Liên minh Bảo tồn thiên nhiên Quốc tế (International Union for Conservation of Nature and Natural Resources) KTMT Kỹ thuật môi trường KT-XH Kinh tế - xã hội N-B-S Phố sinh học tiêu chuẩn/Phổ dạng sống tiêu chuẩn (Normal Biological Spectrum) OTC Ô tiêu chuẩn PDS Phổ Dạng Sống vi PRA Đánh giá nhanh có sự tham gia của cộng đồng (Participatory Rapia Appraisal) RNM Rừng ngập mặn KTTV Khí tượng thủy văn SP-RCC TVC Chương trình Hỗ trợ ứng phó với biến đổi khí hậu (Support Program to Response to Climate Change) Thực vật chính TVNM Thực vật ngập mặn TVTG Thực vật tham gia UBND Ủy ban nhân dân UNEP Chương trình Môi trường Liên hiệp quốc (United Nations Environment Programme) UNESCO Tổ chức Giáo dục và Văn hóa của Liên hiệp quốc (United Nations Educational Scientific and Cultural Organizaion) vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. 1: Các kiểu HST thuộc vùng ven biển Việt Nam [56] ........................... 10 Bảng 4.1: Phân loại thảm thực vật ven bờ tỉnh Quảng Trị và những đặc điểm chủ yếu ....................................................................................................................... 63 Bảng 4.2: Phân bố diện tích các HST rừng tự nhiên ven biển Quảng Trị năm 2015 theo số liệu điều tra tại các Hạt Kiểm lâm 4 huyện ................................... 68 Bảng 4.3: Biến động diện tích các HST rừng tự nhiên từ năm 2000 đến 2015 theo số liệu điều tra tại các Hạt Kiểm lâm 4 huyện ......................................................... 69 Bảng 4.4: Biến động diện tích lớp phủ thực vật vùng nghiên cứu qua phân tích chỉ số NDVI ........................................................................................ 70 Bảng 4.5: Sự phân bố các taxon ở HST-RKTX .................................................. 75 Bảng 4.6: So sánh hệ thực vật HST-RKTX với hệ thực vật toàn tỉnh ............... 75 Bảng 4.7: Đa dạng họ hệ thực vật bậc cao HST-RKTX ..................................... 76 Bảng 4.8: Công thức tổ thành cây gỗ tại các điểm nghiên cứu HST-RKTX ...... 77 Bảng 4.9: Mật độ thực vật rừng HST-RKTX tại các vị trí nghiên cứu ............. 78 Bảng 4.10: Số lượng và tỷ lệ nhóm dạng sống chính của hệ thực vật hạt kín HSTRKTX .................................................................................................................. 81 Bảng 4.11: So sánh PDS của HST-RKTX Quảng Trị và phổ sinh học tiêu chuẩn của Raunkiaer (1934) .......................................................................................... 83 Bảng 4.12: Sự phân bố các taxon ở HST-RTC .................................................... 84 Bảng 4.13: Các họ có nhiều loài được ghi nhận tại HST-RTC .......................... 85 Bảng 4.14: Đa dạng chi ghi nhận tại HST-RTC ................................................. 86 Bảng 4.15: Công thức tổ thành cây gỗ tại các điểm nghiên cứu HST-RTC ....... 87 Bảng 4.16: Mật độ thực vật rừng HST-RTC tại các vị trí nghiên cứu ............... 88 Bảng 4.17: Số lượng và tỷ lệ nhóm dạng sống chính của hệ thực vật hạt kín HSTRTC ..................................................................................................................... 90 Bảng 4.18: So sánh PDS của HST-RKTX và HST-RTC với PDS tiêu chuẩn ... 92 Bảng 4.19: Sự phân bố các taxon ở HST-RNN .................................................. 95 Bảng 4.20: Đa dạng taxon họ và chi hệ thực vật HST-RNN .............................. 96 Bảng 4.21: Sự phân bố và xuất hiện của các loài tại 2 điểm nghiên cứu HSTRNN ..................................................................................................................... 96 Bảng 4.22 : Công thức tổ thành cây gỗ tại các điểm nghiên cứu HST-RNN ..... 97 Bảng 4.23: Mật độ thực vật rừng HST-RNN tại các vị trí nghiên cứu .............. 97 Bảng 4.24: So sánh đa dạng hệ thực vật HST-RNM Quảng Trị với các tỉnh lân cận ..................................................................................................................... 102 Bảng 4.25 Mật độ TVNM thân gỗ trong quần xã ở các điểm nghiên cứu ........ 103 Bảng 4.26: Biến động diện tích RNM qua các thời kỳ ............................... 105 Bảng 4.27: Phân bố diện tích RNM ở tỉnh Quảng Trị ...................................... 105 Bảng 4.28: Giá trị tài nguyên hệ thực vật ở các HST rừng tự nhiên ven biển Quảng Trị .......................................................................................................... 109 Bảng 4.29. Danh sách các loài quý hiếm được ghi nhận ở vùng ven biển Quảng Trị ....111 Bảng 4.30: Ma trận biến động diện tích Rú Lịnh từ 2005-2015 ....................... 122 Bảng 4.31: Danh mục các loài cây gỗ bản địa ở vùng cát ven biển Quảng Trị đề nghị trồng bổ sung, phục hồi các rú .................................................................. 128 Bảng 4.32: Danh mục các loài cây bụi ở vùng cát ven biển Quảng Trị đề nghị trồng bổ sung, phục hồi các rú ........................................................................... 130 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1: Bản đồ các tuyến và điểm khảo sát ............................................ 51 Hình 4.1: Bản đồ chỉ số NDVI năm 2000 .................................................. 71 Hình 4.2: Bản đồ chỉ số NDVI năm 2015 .................................................. 72 Hình 4.3: Biểu đồ so sánh tỷ lệ phân bố các taxon trong ngành Ngọc lan 76 Hình 4.4: Cây Garcinia fusca tại rú Lịnh ................................................... 80 Hình 4.5: Dây leo ở rú Vĩnh Tú .................................................................. 80 Hình 4.6: Tầng cây bụi ở rú Đưng .............................................................. 80 Hình 4.7: Cây con tái sinh từ hạt ở rú Lịnh ............................................... 80 Hình 4.8: Biểu đồ nhóm dạng sống chính của hệ thực vật HST-RKTX ... 83 Hình 4.9: Biểu đồ so sánh số lượng loài của 8 họ nhiều loài ................................. 85 Hình 4.10: Rêu ở rú Hải Ba ...................................................................... 89 Hình 4.11: Cây ký sinh ở rú Đông Dương ................................................. 89 Hình 4.12: Biểu đồ nhóm dạng sống chính của hệ thực vật HST-RTC ..... 91 Hình 4.13: Sinh cảnh trằm Trà Lộc ........................................................... 98 Hình 4.14: Rừng tràm ở Nhĩ Thượng ................................................................ 98 Hình 4.15: Rừng bán ngập ở Nhĩ Thượng ................................................ 99 Hình 4.16: Cây Bần chua ......................................................................... 101 Hình 4.17: Cây Dừa nước ....................................................................... 101 Hình 4.18: Cây Ghi Đông dương ............................................................. 112 Hình 4.19: Cây Dó bầu Aquilaria crassna ở rú Lịnh ............................... 112 Hình 4.20: Cây gỗ ở rú Gio Quang ........................................................................114 Hình 4.21: Cây lan Ty trụ Zeuxine grandis ở rú Vĩnh Chấp ............................115 Hình 4.22: cây Dó bầu bị khai thác ở rú Lịnh .......................................... 123 Hình 4.23: Khai thác gỗ củi ở rú Lịnh ..................................................... 124 Hình 4.24: Sinh cảnh HST-RNN ............................................................. 125 Hình 4.25: Sinh cảnh rú Gio Thành ......................................................... 127 ix MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong bối cảnh biến đổi khí hậu như hiện nay, các hệ sinh thái vùng ven biển Việt Nam nói chung, vùng ven biển Quảng Trị nói riêng, đang bị biến đổi cả về mặt diện tích, phân bố, lẫn cấu trúc nội tại, do ảnh hưởng của các tác động của con người và các nhân tố tự nhiên (khí hậu, gió bão…). Hệ sinh thái vùng ven biển được xem là một trong những hệ sinh thái kém ổn định và dễ bị tổn thương nhất, nhưng đồng thời đây cũng là hệ sinh thái có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ vùng đới bờ trước những hiểm họa của thiên tai và biến đổi khí hậu. Nhận thức được ý nghĩa của các hệ sinh thái này, Quỹ Quốc tế về Bảo vệ thiên nhiên WWF (2008) [52], đã xếp các hệ sinh thái rừng thường xanh trên vùng đất thấp là 1 trong 12 hệ sinh thái nhạy cảm và có nguy cơ bị đe dọa. Cho đến nay, tại vùng ven biển tỉnh Quảng Trị đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về hệ thực vật và thảm thực vật. Tuy chưa được, nghiên cứu, đánh giá một cách đầy đủ, nhưng những điều tra bước đầu cũng cho thấy vùng ven biển tỉnh Quảng Trị chứa đựng tài nguyên đa dạng sinh học hiếm có của hệ sinh thái vùng cát biển của vùng khí hậu khô nóng của Việt Nam. Tuy nhiên, hầu hết các công trình nghiên cứu vùng ven biển Quảng Trị chỉ tập trung ở một vài địa điểm mang tính nỗi bật như Rú Lịnh, trằm Trà Lộc. Đặc biệt, chưa có công trình nào đánh giá một cách tổng thể vùng ven biển tỉnh Quảng Trị trên quan điểm sinh thái học. Với những đặc trưng và giá trị cả về mặt khoa học, kinh tế lẫn xã hội và môi trường, các hệ sinh thái tự nhiên ven biển ở Quảng Trị cần phải được nghiên cứu, gìn giữ, bảo tồn và phát triển. Vì vậy, với mong muốn góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc bảo tồn, phát triển và khai thác sử dụng nhằm phục vụ đời sống nhân dân ở địa phương và phát triển kinh tế-xã hội trong vùng, chúng tôi đã tiến hành đề tài luận án “Nghiên cứu đặc trưng các hệ sinh thái rừng ven biển ở tỉnh Quảng Trị; đề xuất các giải pháp bảo vệ và phát triển”. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.2. Mục tiêu tổng quát Đánh giá được đặc trưng của các HST tự nhiên vùng ven biển tỉnh Quảng Trị, góp phần cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác bảo tồn, phát triển và khai thác hợp lý nguồn tài nguyên vùng ven biển. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được đa dạng hệ thực vật và thảm thực vật tự nhiên vùng nghiên cứu theo không gian; đặc trưng của hệ thực vật trong một số kiểu thảm thực vật tiêu biểu của vùng nghiên cứu - Đánh giá sự đa dạng, phân loại, hiện trạng, cấu trúc và sự biến động của các trạng thái thảm thực vật tự nhiên tại vùng nghiên cứu theo thời gian. - Góp phần làm rõ những đặc điểm về phát sinh, phát triển, tính độc đáo của một số HST tự nhiên vùng ven biển tỉnh Quảng Trị. - Góp phần bổ sung vai trò và các giá trị của HST tự nhiên vùng nghiên cứu. Đồng thời, đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và phát triển các HST tự nhiên ven biển ở tỉnh Quảng Trị. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu đã bổ sung các dẫn liệu về vị trí, phân loại và tính đặc trưng, đặc hữu, tính độc đáo khu hệ thực vật các HST tự nhiên ở vùng ven biển tỉnh Quảng Trị. Luận án cung cấp cơ sở khoa học cho việc bảo vệ, bảo tồn và phát triển các HST tự nhiên ven biển tỉnh Quảng Trị. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Từ các kết quả nghiên cứu được, đã dự báo 3 xu thế biến đổi theo chiều hướng tiêu cực và 2 xu thế biến đổi theo chiều hướng tích cực. Qua đó, đề xuất đề 2 xuất được 4 nhóm giải pháp nhằm bảo vệ và phát triển và khai thác hợp lý các HST tự nhiên vùng nghiên cứu. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, vùng ven biển và các HST tự nhiên vùng ven biển là một trong những đối tượng được các nhà khoa học, các nhà quản lý quan tâm nhiều do vai trò và tầm quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng quốc gia, vùng và lãnh thổ. Vì vậy, có thể nói việc nghiên cứu đối tượng này trong thực tiễn là một vấn đề khá phức tạp, đòi hỏi nhiều phương pháp khoa học cũng như tính thực tiễn để đánh giá đúng thực trạng khu vực nghiên cứu. 1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA Hệ sinh thái (HST) là một hệ thống hoàn chỉnh, tương đối ổn định, bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh (khu vực sống) của quần xã, trong đó các sinh vật tác động qua lại với nhau và với các thành phần của sinh cảnh, tạo nên các chu trình sinh địa hóa (E.P Odum, 1983) [69]. HST rừng là HST mà thành phần nghiên cứu chủ yếu là các sinh vật rừng (các loài cây gỗ, cây bụi, thảm tươi, hệ động vật và vi sinh vật rừng) và môi trường vật lý của chúng (E.P Odum, 1983) [69]. Rừng ven biển, theo Nghị định 119/2016 của Chính phủ, ban hành ngày 23/8/2016, về một số chính sách phát triển rừng ven biển, bao gồm Rừng đặc dụng, Rừng phòng hộ và đất được quy hoạch để trồng rừng phòng hộ, rừng đặc dụng ở vùng ven biển và hải đảo. Vùng ven biển (hay còn gọi là đới bờ, dải ven bờ, dải ven biển, dải bờ biển…) là một thực thể tự nhiên hoàn chỉnh cấp hành tinh, có đặc trưng riêng về nguồn gốc phát sinh, cấu trúc, cơ cấu tài nguyên và quá trình phát triển, tiến hóa [10]. Tuy vậy, cho đến nay chưa có sự thống nhất về vùng ven biển giữa các nhà khoa học, các quốc gia, vùng và lãnh thổ, do đó, có khá nhiều khái niệm và định 3 nghĩa vùng ven biển. Các nhà khoa học và các nhà quản lý thường căn cứ vào mục đích hoặc phạm vi quản lý để định nghĩa giới hạn vùng nghiên cứu của mình [75]. Theo “Từ điển bách khoa các thuật ngữ Địa lý tự nhiên” của nhà xuất bản Tiến bộ, Maxcova 1980, vùng ven biển được định nghĩa như sau “Vùng ven biển là dải ranh giới giữa đất liền và biển, đặc trưng bởi sự có mặt phổ biến của các dạng địa hình bờ biển cổ và hiện đại. Ở dạng đầy đủ hơn, bao gồm khái niệm miền duyên hải, là dải lục địa có các thềm biển cổ, dải bờ-nơi có các dạng bờ hiện đại, và ven bờ biển hoặc là nơi có các dạng bờ cổ bị chìm ngập” [55]. Trong thực tế, cách xác định ranh giới vùng ven biển như trên không bao quát hết được những đối tượng nghiên cứu mà các nhà khoa học và các nhà quản lý quan tâm, nhất là trong các lĩnh vực khoa học Địa lý, Kinh tế-xã hội, Kinh tế học và Nhân khẩu học… Theo Giáo sư Joe Baker, Viện Khoa học biển Autraulia : “Vùng ven biển là vùng đất-biển kéo dài từ giới hạn phía trên của lưu vực các con song, suối…chảy vào biển, tới giới hạn của lục địa” [55], [75]. Như vậy, vùng ven biển có giới hạn rất rộng và, đối với Việt Nam thì hầu như bao trùm toàn bộ lãnh thổ quốc gia. Nếu vậy, việc xác định nội dung nghiên cứu, trọng điểm nghiên cứu và quy hoạch phát triển vùng ven biển sẽ có nhiều khó khăn, không cụ thể và không sát với thực tế. Phần lớn các nước ASEAN đều dựa vào nguồn lợi tài nguyên để xác định ranh giới tương đối của vùng ven biển. Malaysia và Philippine xác định ranh giới tương đối của vùng ven biển là từ vùng nước sâu 50 mét trên biển đến nơi có HST nước lợ tồn tại (khoảng 10km). Còn Bangladesh lại xác định vùng ven biển từ đường đẳng sâu 100m đến vùng nước lợ ở các cửa sông lúc triều lên, vào sâu trong lục địa khoảng 12km [75],[55]. Ở Việt Nam, khái niệm về vùng ven biển cũng đã được đề cập đến từ rất lâu, trong một số công trình khoa học liên quan đến biển và ven biển. Theo đề tài “Đánh giá kinh tế tổng hợp tài nguyên biển Việt Nam phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế đến năm 2005”, do Viện Kế hoạch dài hạn và phân bố LLSX thực hiện từ năm 1986-1990, các tác giả xác định “Vùng ven biển bao gồm dải đất liền ven biển tạm giới hạn bằng ranh giới hành chính của các huyện ven 4 biển và phần trên biển bao gồm toàn bộ vùng biển và thềm lục địa Việt Nam (trong đó tập trung chủ yếu vào khu vực ven bờ, từ độ sâu 50m trở vào) [55] Đề án “Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế biển, vùng ven biển và các hải đảo Việt Nam đến năm 2000", do Bộ Kế hoạch-Đầu tư thực hiện từ năm 19951996, xác định phạm vi quy hoạch bao gồm toàn bộ vùng biển, thềm lục địa thuộc chủ quyền và quyền tài phán quốc gia của Việt Nam (rộng khoảng 1 triệu km2) cùng các hải đảo nằm trên đó và vùng ven biển, là “khu vực chịu sự tác động trực tiếp giữa biển và lục địa, tạm lấy theo địa giới hành chính của tất cả các thành phố, các huyện thị giáp biển với diện tích là 6,4 triệu ha, chiếm 19,8% diện tích tự nhiên của cả nước.” [55] GS.TSKH Đặng Ngọc Thanh, Chủ nhiệm các chương trình điều tra nghiên cứu về biển từ 1997-2000, trong báo cáo của Uỷ ban Quốc gia về biển của Việt Nam (IOC) đã đưa ra khái niệm: “Vùng ven biển Việt Nam chạy dài trên 3200km bờ biển của đất nước, bao gồm 24/50 tỉnh và thành phố, 100/400 huyện với số dân chiếm ¼ dân số cả nước…” [55]. Cách xác định này giúp cho việc nghiên cứu về kinh tế-xã hội và dân cư thuận lợi nhưng hạn chế các nghiên cứu về tài nguyên thiên nhiên và điều kiện tự nhiên vì các đối tượng này không bị ảnh hưởng bởi ranh giới hành chính. Năm 2004, trong Báo cáo tổng hợp kết quả nghiên cứu của đề tài “Cơ sở khoa học cho việc phát triển kinh tế-xã hội dải ven biển Việt Nam, đề xuất các mô hình phát triển cho một số khu vực trọng điểm do Viện Chiến lược phát triển-Bộ Kế hoạch-Đầu tư thực hiện, các tác giả đã sử dụng khái niệm của Nguyễn Chu Hồi “Dải ven biển (hay còn gọi là đới bờ biển) là khu vực chuyển tiếp giữa lục địa và biển, giữa nước ngọt và nước mặn và giữa các HST khác nhau trong dải” [55], [26]. Thái Văn Trừng (1978,1999) [69, 68], khi nghiên cứu thảm thực vật rừng Việt Nam trên quan điểm HST, đã đưa ra một số khái niệm gần gũi cộng đồng hơn như rú, trảng hay truông. Nguyễn Hữu Tứ (2007) [72], cũng sử dụng các thuật ngữ này khi xây dựng hệ thống phân loại thảm thực vật tỉnh Quảng Trị. Theo đó, Rú là vùng đất có rừng tự nhiên trên cát, Trảng là vùng đất có thảm tự nhiên, hình thành 5 các quần thể ưu thế là cây thân cỏ hay cây bụi thứ sinh và Truông là vùng đất có các quần thể cây bụi hay cây gỗ chiuj hạn trên cát chiếm ưu thế. Ngoài ra, còn có thuật ngữ Trằm là vùng đất trũng chứa nước, thường chỉ hình thành trong vùng cát [tương đương với đầm (ở Miền Bắc) hay bàu (ở miền Nam)]. Trong luận án này, vùng ven biển được hiểu là khu vực giới hạn giữa đường sắt Bắc Nam và bờ biển tỉnh Quảng Trị. Định nghĩa Rú, Trảng và Truông theo khái niệm của Thái Văn Trừng. 1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÙNG VEN BIỂN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu vùng ven biển trên thế giới HST vùng cát ven biển được sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu. Trong các mô hình nghiên cứu diễn thế, vùng cát là địa điểm nghiên cứu lý tưởng cho các nhà sinh thái học. Sau 10 năm nghiên cứu thảm thực vật ven biển tại Morro Bay, California, hai nhà nghiên cứu Wayne T. Williams and Jo Anne Williams (1984) kết luận: Các HST ven biển, bãi biển và cồn cát vốn không ổn định [91]. Thảm thực vật chịu tác động lớn của gió, hơi muối, sóng biển, đặc biệt là trong những trận bão, sự bùng nổ số lượng động vật ăn cỏ, sự bồi lấp và cát bay. Tác giả chỉ ra các khả năng chống chịu của thực vật dưới các yếu tố bất lợi của môi trường. Ở những vùng bị cát lấp, đầu tiên các cây thân thảo sinh trưởng tốt, chiếm ưu thế, ở vùng ít bị cát lấp hơn, kín gió hơn sẽ dần xuất hiện thêm các cây họ Đậu [91]. Theo các tác giả H. Olff, J. Huisman and B. F. Van Tooren (1993) [82], khi nghiên cứu diễn thế sinh thái tại khu vực ven biển trên đảo Schiermonnikoog thuộc biển Wadden, Hà Lan. Các tác giả đã chỉ ra sự thay đổi của thảm thực vật đã được nghiên cứu trong 18 năm bằng phương tiện của các tuyến nghiên cứu cùng một gradient địa hình từ đồng bằng ẩm đến cồn khô. Trong khoảng thời gian khoảng 16 năm đầu, nitơ tổng số trong lớp hữu cơ của đất tăng từ 7 đến 50 g ở đất vùng đồng bằng và từ 1 đến 15 g ở đất cát. Khi hàm lượng dinh dưỡng của đất tăng sẽ kéo theo sự gia tăng của các loài có thân cao, tán rộng, dần dần hình thành các thảm thực vật ổn định hơn. Các tác giả cũng cho biết, sự khác biệt về độ mặn, lũ lụt và độ ẩm là 6 những yếu tố quyết định quan trọng của sự khác biệt về thành phần loài trong cùng một gradient địa hình. Theo Gregory P. Cheplick và Hary Demetri (1999) [81], trong HST ven biển, hai yếu tố vô sinh ảnh hưởng lớn đến sự tăng trưởng và sinh sản của các cá thể trong quần xã cây trồng là hơi nước mặn trong không khí và cát lắng đọng. Nghiên cứu trường hợp loài Triplasis purpurea, họ Poaceae, cho thấy, cát không ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng phát triển của cây nhưng muối thì ảnh hưởng rất lớn. Nồng độ muối càng cao thì cây phát triển càng kém. Nghiên cứu được thực hiện ở đảo Staten, New York với hai thí nghiệm, một trong nhà kính và một ngoài thực địa. Tác giả còn dẫn ra một loạt các công trình nghiên cứu liên quan của các tác giả như: Oost-ing, năm 1945; Boyce, năm 1954; Barbour, 1978; Cartica và Quinn, 1980; Sykes và Wilson, 1988; Hesp, 1991; van der Valk, 1974; Barbour, DeJong, và Pavlik, 1985; Sykes và Wilson, 1990; Maun, 1994. Catherine E. Bach (2001) [79], khi nghiên cứu tác động lâu dài của côn trùng ăn cỏ và bồi đắp cát ở diễn thế đồi cát đã đưa ra nhận xét: Các nghiên cứu khác đã tìm thấy ảnh hưởng của côn trùng ăn cỏ đối với diễn thế thực vật trong thời gian mà côn trùng ăn thực vật nở rộ. Tuy nhiên, theo tác giả, có ít nghiên cứu theo dõi diễn thế thực vật sau thời gian bùng phát côn trùng hại và sự tác động của ấu trùng lên cấu trúc thảm thực vật trong một đồng cỏ bán khô cằn, mặc dù sự tác động này là thường xuyên. Cát bồi tụ có tác động mạnh hơn rất nhiều so với côn trùng gây hại thực vật trong ảnh hưởng đến thành phần cộng đồng thực vật và những thay đổi trong sự phong phú của thực vật, trong đó đồng ý với ý kiến các yếu tố vật lý quan trọng hơn yếu tố sinh học trong diễn thế nguyên sinh. Cát bồi tụ có tác dụng rất mạnh mẽ trên tất cả các khía cạnh phản ứng của cộng đồng thực vật. Những thay đổi trong sự phong phú của tất cả các loại thực vật liên quan đến bồi tụ cát qua các giai đoạn. Thành phần tỷ lệ của quần xã thực vật cũng bị ảnh hưởng bởi mức độ bồi tụ cát. Khi mức cát bên trên cao 15 cm, hầu hết các ô tiêu chuẩn nghiên cứu đã tăng tỷ lệ cây hai lá mầm, nhưng tỷ lệ cây một lá mầm giảm. Tỷ lệ phần trăm cây một lá mầm giảm bởi cho rằng cây một lá mầm tăng với một tốc độ nhanh hơn trong suốt 7 nghiên cứu so với sự phong phú của cây hai lá mầm. Tuy nhiên, sự tăng trưởng chung trong tỷ lệ cây hai lá mầm qua nghiên cứu rõ ràng chỉ xảy ra ở những vùng đất với các cấp cao nhất của sự bồi tụ cát, cây một lá mầm tăng với tốc độ lớn hơn nhiều so với cây hai lá mầm ở những vùng đất cát bồi tụ thấp [79]. Có ít nhất hai cách giải thích cho sự gia tăng tỷ lệ cây hai lá mầm trong khu vực với bồi đắp cát cao. Đầu tiên, một số các loài hai lá mầm hàng năm, và sự bổ sung hạt giống một cách dày đặc của hệ thực vật xung quanh (Payne Maun 1984). Thứ hai, hơn một nửa trong số các loài hai lá mầm không sinh sản vô tính, trong khi một lá mầm đa số sinh sản vô tính, có lẽ tuyển dụng cây giống là quan trọng hơn so với dòng vô tính loài (Erikkson 1989). Như vậy, ít nhất là một số các cây hai lá mầm được đáp ứng nhanh chóng về giống cơ sở nảy mầm và cây giống, trái ngược với phản ứng chậm hơn bởi nhân giống vô tính của các cá thể bị vùi lấp (như có lẽ xảy ra gần như tất cả các cây một lá mầm). Sykes và Wilson (1990) [79]. Cát bồi tụ cũng giảm độ phong phú loài trong nghiên cứu, nhưng ở các mức độ khác nhau tùy vào độ bồi tụ của cát. Đối với loài mà không có khả năng mọc lại sau khi bị vùi lấp, nếu lớp cát vùi lấp cao hơn chiều cao của cây cao nhất, sau đó là các loài có lẽ đã bị mất trong một ô nghiên cứu cụ thể. Cát bồi tụ mạnh mẽ ảnh hưởng đến cá thể loài thực vật, và thay đổi trong sự phong phú vẫn tiếp tục để đáp ứng cát bồi tụ trong nhiều năm sau [79]. Báo cáo của Nick Page and Patrick Lilley (2011) [85] đã xác định được 9 mối đe dọa với các loài và sinh thái cộng đồng có nguy cơ trong các HST vùng cát ven biển, và cung cấp một bảng xếp hạng mức độ nghiêm trọng của tác nhân dựa vào đánh giá chuyên môn . Các mối đe dọa đó là: 1/. Xâm lấn thực vật 2/. Phát triển ven biển 3/. Sự gián đoạn để vận chuyển bùn cát 4/. Xói lở bờ biển 5/. Biến đổi khí hậu 6/. Giải trí 8 7/. Kiểm soát xói mòn ven biển 8/. Ảnh hưởng xe cộ 9/. Xâm hại động vật Các khu rừng ngập mặn ven biển là HST được nghiên cứu nhiều và khá chi tiết về nhiều khía cạnh. Năm 1982 Watson [90] đã lập ra một bảng phân loại thủy triều liên quan đến sự phân vùng của các loài cây ngập mặn ở phía Tây Malaysia, cho đến nay nhiều nhà khoa học vẫn sử dụng để nghiên cứu sự phân bố các loài thuộc các khu vực khác nhau trên thế giới [32]. 1.2.2 Tổng quan hình nghiên cứu vùng ven biển ở Việt Nam Bờ biển Việt Nam trãi dài từ Bắc chí Nam nên diện tích đất cát ven biển rất lớn, 502.045 ha, chiếm 1.4% tổng diện tích tự nhiên toàn quốc, là vùng đất đang bị sa mạc hoá do điều kiện khí hậu cực kỳ khắc nghiệt, nạn cát bay, cát trôi xảy ra thường xuyên gây khó khăn cho phát triển kinh tế - xã hội. Chính vì vậy, việc cải tạo và sử dụng vùng cát được đặt ra từ rất sớm [55], [26]. Vùng biển và thềm lục địa của Việt Nam rộng gần gấp ba lần diện tích đất liền và là một trong những khu vực giàu tài nguyên, với các tiềm năng lớn về hải sản, dầu khí, năng lượng sạch và du lịch, v.v. Theo một số công trình nghiên cứu đã công bố, vùng biển Việt Nam có trữ lượng nguồn lợi từ các loài động vật ước tính khoảng 32,5 tỷ tấn; trong đó, các loài cá chiếm tới 86%. Những năm gần đây, sản lượng khai thác hải sản thường xuyên đạt trên 2 triệu tấn/năm. Điều đáng nói là, vùng biển Việt Nam quanh năm có cá đẻ và thường phân theo đàn, hình thành các bãi cá lớn, cả ở gần bờ và xa bờ với trên 2.000 loài cá; trong đó, nhiều loài có giá trị kinh tế cao [73]. Tài nguyên sinh vật và giá trị sinh thái của vùng ven biển của Việt Nam rất có ý nghĩa toàn cầu, cả về mặt lợi ích kinh tế lẫn nghiên cứu khoa học. Trong 30 VQG của Việt Nam có đến còn 12 VQG ở dải ven biển bao gồm: Xuân Thuỷ (Nam Định), Cúc Phương (Ninh Bình), Bến En (Thanh Hoá), Pù Mát (Nghệ An), Vũ Quang (Hà Tĩnh), Phong Nha - Kẻ Bàng (Quảng Bình), Bạch Mã 9