Nghiên cứu sự thay đổi thành phần loài thực vật ngập mặn tại ven biển miền Bắc, Việt Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (544.82 KB, 10 trang )

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI THÀNH PHẦN LOÀI THỰC VẬT
NGẬP MẶN TẠI VEN BIỂN MIỀN BẮC, VIỆT NAM
TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Nguyễn Văn Linh, Lê Đắc Trường, Phạm Hồng Tính
Trường Đại học Tài nguyên và Mơi trường Hà Nội
Tóm tắt
Rừng ngập mặn phân bố chủ yếu ở vùng ven biển của các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới,
trong đó có Việt Nam. Rừng ngập mặn cũng được biết đến là hệ sinh thái mang lại nhiều dịch vụ
sinh thái giá trị cho con người (như bảo vệ bờ biển, chống xói lở, phòng chống thiên tai như bão,
gió cũng như làm giảm thiệt hại có thể gây ra bởi sóng thần, lưu giữ phù sa, tích lũy dinh dưỡng,
điều tiết và làm sạch nước, tạo cảnh quan sinh thái cho du lịch, giải trí và nghiên cứu khoa học,...
và là một bể chứa Cacbon). Tuy nhiên, bên cạnh những tác động của con người, sự thay đổi của
khí hậu đã ảnh hưởng rất lớn tới sự tồn tại, sinh trưởng và phát triển của rừng ngập mặn. Nghiên
cứu này được thực hiện nhằm đánh giá sự thay đổi thành phần loài cây ngập mặn theo kịch bản
biến đổi khí hậu tại khu vực ven biển miền Bắc, Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong bối
cảnh biến đổi khí hậu, rừng ngập mặn tại ven biển miền Bắc vẫn phát triển và chưa bị thay đổi
bằng một thảm thực vật hay hệ sinh thái khác. Tuy nhiên, thành phần lồi có sự thay đổi đáng kể.
Tại huyện Tiên Yên, Quảng Ninh, độ quan trọng của loài Trang (K. obovata) hiện tại gần 60 %
và tương đối ổn định cho tới năm 2030. Nhưng sau đó, Trang (K. obovata) giảm rõ rệt và tới năm
2100 chỉ cịn dưới 2 %. Trong khi đó, Sú (A. corniculatum) có xu hướng tăng lên từ 20 % đến 40
%, trong giai đoạn 2020 - 2080, nhưng đến năm 2100 thì độ quan trọng của Sú (A. corniculatum)
chỉ còn khoảng 5 %. Đối với các khu vực nghiên cứu khác, gồm: huyện Tiên Lãng, Hải Phòng, Tiền
Hải, Thái Bình, Giao Thuỷ, Nam Định hay Kim Sơn, Ninh Bình, rừng ngập mặn vẫn phát triển với
độ quan trọng của các lồi có sự thay đổi nhưng khơng lớn như đối với khu vực huyện Tiên Yên,
Quảng Ninh. Kết quả nghiên cứu là cơ sở quan trọng để các đơn vị quản lý ở Trung ương và địa
phương đề ra những chính sách chiến lược quản lý, bảo tồn và phát triển hệ sinh thái rừng ngập
mặn hiệu quả.
Từ khóa: Rừng ngập mặn; Thay đổi thành phần lồi; Biến đổi khí hậu; Miền Bắc Việt Nam.
Abstract
Study on change of mangrove species composition in Northern coast of Vietnam in the context
of climate change

Mangroves are distributed mainly in the coastal areas of tropical and subtropical countries,
including Vietnam. Mangrove forests are also known as ecosystems that provide many valuable
ecosystem services (such as coastal protection, erosion control, disaster prevention, nutrients
accumulation, water regulation and purification, ecological landscapes creation for tourism,
recreation and scientific research, etc.). However, besides human activities, climate change has
greatly affected the existence, growth and development of mangroves. This study was carried
out to evaluate the change of mangrove species composition under the climate change scenario
in the northern coastal area of Vietnam. The results indicated that, in the context of climate
change, mangrove forests in the northern coast of Vietnam are still develop and have not been
replaced by another vegetation or ecosystem. However, the species composition has changed
significantly. In Tien Yen-Quang Ninh, the importance value index (IVI) of K. Obovata close to
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

431

60 % at present and will be relatively stable until 2030. But after that, K. obovata will decrease
markedly and by 2100 it will take less than 2 %. Meanwhile, Su tends to increase from 20 % to
40 % during the period 2020 - 2080, and from 2080 the IVI of Su is only about 5 %. For other
study areas, including Tien Lang-Hai Phong, Tien Hai-Thai Binh, Giao Thuy-Nam Dinh or
Kim Son-Ninh Binh, mangroves still grow with varying species importance. but not as much as
in the Tien Yen-Quang Ninh. The research results are an important basis for central and local
management agenies in making policies and strategies for effective management, conservation
and development of mangrove ecosystems.
Keywords: Mangroves; Species composition change; Climate change; Northern Vietnam.
1. Mở đầu
Rừng ngập mặn phân bố ở hầu hết diện tích đất ngập nước ven biển vùng nhiệt đới, cận nhiệt
đới, tạo thành một hệ sinh thái đặc trưng với tổng diện tích khoảng 15,2 triệu ha. Trong đó, châu Á
chiếm tỉ lệ cao nhất (38,5 %) với 5,86 triệu ha, tập trung chủ yếu ở các nước, như: Indonesia (2,9

triệu ha); Malaysia (565 nghìn ha); Thái Lan (240 nghìn ha); Trung Quốc (22,5 nghìn ha) và Việt
Nam (157 nghìn ha) (Pham et al 2021).
Mặc dù diện tích rừng ngập mặn Việt Nam cũng như ở các nước khác trên thế giới không lớn
so với hệ sinh thái rừng nội địa, nhưng rừng ngập mặn có tầm quan trọng và giá trị rất to lớn trong
việc bảo vệ bờ biển, chống xói lở, phòng chống thiên tai như bão, gió cũng như làm giảm thiệt hại
có thể gây ra bởi sóng thần, lưu giữ phù sa, tích lũy dinh dưỡng, điều tiết và làm sạch nước. Rừng
ngập mặn cũng có vai trò quan trọng trong việc tạo cảnh quan sinh thái cho du lịch, giải trí và
nghiên cứu khoa học... và còn là một bể chứa Cacbon với khả năng tích lũy Cacbon từ CO2, góp
phần làm giảm khí nhà kính (Pham et al 2021). Những giá trị đó đã trực tiếp hoặc gián tiếp đem lại
lợi ích cho cộng đồng dân cư ven biển.
Hiện nay, biến đổi khí hậu (BĐKH) dẫn tới sự thay đổi nhiệt độ, lượng mưa và nước biển
dâng đang trở thành một vấn đề cấp bách đe dọa sự tồn tại và phát triển của hầu hết các quốc gia
ven biển (Blasco, 1996). BĐKH với biểu hiện là sự thay đổi nhiệt độ, lượng mưa và nước biển
dâng có thể ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng, phát triển và tồn tại của rừng ngập mặn. Thông
qua sự tác động trực tiếp lên các quá trình quang hợp, hô hấp của thực vật ngập mặn và tác động
gián tiếp qua sự xói lở, thay đổi độ mặn, tần suất ngập triều và tích tụ trầm tích (Donald et al 2006).
Ngược lại, rừng ngập mặn lại có tác dụng làm thay đổi nền đất và làm giảm tác động của BĐKH.
Tuy nhiên, ở một số khu vực, đặc biệt là ở những vùng cửa sơng có lượng phù sa lớn, sự bời tụ của
trầm tích ở rừng ngập mặn làm cho đất ổn định, nền đất ngày càng được nâng cao (Nguyễn Thị
Hồng Hạnh và Mai Sỹ Tuấn 2008) đã góp phần quan trọng trong giảm tác động của sóng vào bờ
biển, chống xói lở, chống xâm nhập mặn. Việc hiểu biết đầy đủ về sự sinh trưởng, phát triển, thích
ứng và biến đổi của rừng ngập mặn, đặc biệt là dự báo chính xác sự thay đổi của rừng ngập mặn
trong điều kiện BĐKH có thể giúp đề xuất những giải pháp quản lý, bảo vệ, quy hoạch phát triển
rừng ngập mặn sao cho phù hợp với từng vùng, để góp phần giảm thiểu những rủi ro và thách thức
đối với sự phát triển và an toàn của người dân ven biển.
Trong phạm vi bài báo này, chúng tơi trình bày những kết quả nghiên cứu về sự thay đổi
thành phần loài cây ngập mặn tại khu vực ven biển miền Bắc, Việt Nam theo kịch bản BĐKH 2016
của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Kết quả nghiên cứu là định hướng cho những nghiên cứu tiếp
theo về sự biến đổi của hệ sinh thái rừng ngập mặn, từ đó, đề xuất được những giải pháp quản lý,
bảo tồn và phát triển một các hiệu quả hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển.

432

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

2. Địa điểm và phương pháp nghiên cứu
2.1. Địa điểm nghiên cứu
Đề tài đánh giá sự thay đổi cấu trúc thành phần loài cây ngập mặn thực thụ của rừng ngập
mặn tại vùng ven biển miền Bắc, Việt Nam, trong đó tập trung thực nghiệm tại 05 địa điểm, đại
diện cho các khu vực và tiểu khu kế tiếp nhau của vùng ven biển miền Bắc Việt Nam, bao gồm:
rừng ngập mặn huyện Tiên Yên (tỉnh Quảng Ninh); rừng ngập mặn huyện Tiên Lãng (TP Hải
Phòng); rừng ngập mặn huyện Tiền Hải (tỉnh Thái Bình); rừng ngập mặn huyện Giao Thủy (tỉnh
Nam Định) và rừng ngập mặn huyện Kim Sơn (tỉnh Ninh Bình) (Hình 1) khi các điều kiện nhiệt
độ, lượng mưa và mực nước biển thay đổi. Thành phần loài được lựa chọn để nghiên cứu vì đó là
những đặc điểm cơ bản của rừng ngập mặn, có thể bị thay đổi khi điều kiện môi trường (trong đó
có khí hậu và mực nước biển) thay đổi. Thành phần loài cũng là những đặc điểm có thể định lượng
chính xác bằng đo đếm tại thực địa. Nghiên cứu này tập trung vào nhóm cây ngập mặn thực thụ vì
đây là những loài phân bố ở những nơi ngập triều định kỳ (Phan Nghuyên Hồng và cộng sự 1999)
nên có thể định lượng được sự thay đổi về thành phần loài của chúng khi BĐKH gây ra sự thay đổi
về mực nước biển và làm thay đổi tần suất ngập triều. Nhóm cây còn lại tham gia rừng ngập mặn,
sống trên đất, chỉ ngập triều cao hoặc vùng đất ngọt sẽ không được nghiên cứu trong đề tài luận án
này. Ngoài ra, khảo sát sơ bộ tại thực địa cũng cho thấy, nhóm cây tham gia rừng ngập mặn phân
bố và chiếm tỷ lệ rất nhỏ trên các bờ đầm, gò đất cao không hoặc ít khi bị ngập triều.

Hình 1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu và vị trí tương đối của các ơ tiêu chuẩn
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Điều tra, thu thập dữ liệu thứ cấp: Dữ liệu nhiệt độ, lượng mưa tại các trạm Khí tượng
gần các địa điểm nghiên cứu; dữ liệu về mực nước tại trạm Cửa Ơng và Hịn Dấu theo từng ngày,
trong giai đoạn 2000 - 2020 được thu thập từ Tổng cục Khí tượng Thủy văn Quốc gia. Dữ liệu này

sau đó được phân tích, xử lý và sử dụng làm cơ sở đánh giá sự biến đổi của thảm thực vật ngập
mặn trong các điều kiện khí hậu và thuỷ văn khác nhau ở khu vực nghiên cứu.
- Điều tra, đánh giá đặc điểm cấu trúc, thành phần lồi cây ngập mặn mặn: Tổng số 160 ơ
tiêu chuẩn (10 × 10 m) đã được thiết lập tại rừng ngập mặn thuộc khu vực nghiên cứu. Trong đó,
có ít nhất 30 ô tiêu chuẩn đã được thiết lập cách nhau ít nhất 100 m và đại diện cho rừng ngập mặn
tại mỗi địa điểm nghiên cứu (Phan Nguyên Hồng 1991). Đường kính thân cây (tại vị trí chiều cao
0,3 m), chiều cao cây và tên loài của tất cả các cây trong từng ô tiêu chuẩn được đo đếm vào năm
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

433

2020 và 2021 để tính tốn mật độ, thành phần các loài cây ngập mặn hay độ quan trọng của từng
lồi (Misra, 1968; Phạm Hồng Tính và Mai Sỹ Tuấn 2015). Kết quả điều tra tại 160 ô tiêu chuẩn
(về thành phần loài cây ngập mặn) được tổng hợp và trình bày ở Bảng 1.
Bảng 1. Thành phần lồi cây ngập mặn chủ yếu tại khu vực nghiên cứu

Thành phần loài Trang
Thành phần loài Bần chua
Thành phần loài Sú
Thành phần loài Vẹt dù
Thành phần loài Đâng
Thành phần loài Mắm biển

Ký hiệu

Đơn vị

IV_Tr

IV_Ba
IV_Su
IV_Ve
IV_Da
IV_Ma

%
%
%
%
%
%

Trung
bình
45,1
28,0
12,0
11,7
2,6
0,7

Lệch
chuẩn
45,1
43,7
26,2
28,2
10,3
6,4

Nhỏ nhất
0
0
0
0
0
0

Lớn
nhất
100
100
100
100
75,0
73,9

- Điều tra, đánh giá tần suất ngập triều: Trước hết, độ cao nền đất tại mỗi ô tiêu chuẩn
được xác định bằng cách cắm 03 cọc nhựa thẳng có gắn dây vải nhuộm màu khi thuỷ triều kiệt. Sau
đó, khi thuỷ triều lên, màu trên dây vải tan ra. Chiều cao từ mặt đến vị trí màu trên dây vải tan ra
(độ ngập sâu) được đo và ghi chép cho từng vị trí cọc nhựa, sau đó, tính độ cao nền đất bằng cách
lấy mực nước biển cao nhất ở ngày cắm cọc nhựa (theo số liệu Hòn Dấu với các địa điểm tại Hải
Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh Bình và Cửa Ơng) với các địa điểm tại Quảng Ninh trừ đi độ
ngập sâu. Tiếp theo, độ cao nền đất cùng với mực nước biển của từng ngày trong năm trong giai
đoạn nghiên cứu được sử dụng để tính tốn số ngày ngập trong từng tháng, từ đó, tính được tỷ lệ
phần trăm số ngày ngập trong tháng. Tần suất ngập triều được tính tốn là trung bình tỷ lệ phần
trăm số ngày ngập trong tháng của tất cả các tháng trong năm (English et al 1997; Clough 2013).
Kết quả tổng hợp về điều kiện khí hậu, tần suất nghiên cứu tại khu vực nghiên cứu được trình bày
ở Bảng 2.

Bảng 2. Đặc điểm nhiệt độ, lượng mưa tại khu vực nghiên cứu
Đơn vị

Trung
bình

Lệch
chuẩn

Nhỏ
nhất

Lớn nhất

C

16,4

0,5

15,5

16,9

C

23,7

0,5

23,0

24,2

LM_TB3

mm

24,7

5,3

20,2

33,7

LM_tong
Ngap_trieu
Ngay_ngap

mm
cm
ngày/tháng

1758,0
57,9
21,9

258,7
31,1

7,8

1583,2
17,1
3,4

2201,9
131,8
30,4

Ký hiệu
Nhiệt độ trung bình của
tháng lạnh nhất
Nhiệt độ trung bình
Lượng mua trung bình của
tháng mùa khơ
Tổng lượng mưa
Độ ngập triều
Số ngày ngập/tháng

ND_TB3

0

ND_TB

0

- Phân tích, xử lý số liệu: Dữ liệu khí hậu, tần suất ngập triều và đặc điểm mật độ, thành phần
loài, tăng trưởng rừng ngập mặn được sử dụng để thực hiện phân tích, thống kê, mơ tả, phân tích

thành phần chính (Principle Component Analysis - PCA), phân tích tương quan và phân tích hồi
quy để xây dựng mơ hình tốn dự báo sự thay đổi của thảm thực vật ngập mặn. Dữ liệu của 160 ô
tiêu chuẩn được chia ngẫu nhiên thành 02 tập mẫu là: tập huấn luyện (training data set), gồm 100
ô tiêu chuẩn dùng để xây dựng các mơ hình và tập kiểm chứng (validation data set), gồm 60 ô tiêu
chuẩn dùng để đánh giá, kiểm chứng mơ hình (James, 2013; Yun and Goodacre 2018).
434

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của điều kiện khí hậu, sự ngập triều tới thành phần lồi cây ngập mặn
Các đặc điểm sinh trưởng phát triển của rừng ngập mặn, trong đó có thành phần lồi cây
ngập mặn được quyết định bởi rất nhiều nhân tố sinh thái như: khí hậu, thuỷ văn, độ mặn, tần suất
ngập triều, đặc điểm lý hoá học của đất. Trong phạm vi bài báo này, các điều kiện nhiệt độ, lượng
mưa, sự ngập triều tác động tới thành phần loài cây ngập mặn được khảo sát, thơng qua kết quả
phân tích sự tương quan giữa nhiệt độ trung bình năm (0C), nhiệt độ tháng lạnh nhất (0C), lượng
mưa trung bình năm (mm), lượng mưa tháng khô nhất (mm), độ ngập triều (cm) và tần suất ngập
triều (ngày/tháng), với độ quan trọng của một số loài cây ngập mặn thực thụ ưu thế tại khu vực
nghiên cứu. Kết quả được trình bày ở Bảng 3.
Bảng 3. Hệ số tương quan Pearson giữa thành phần lồi cây ngập mặn với đặc điểm khí hậu
và sự ngập triều

Nhiệt độ trung bình tháng
lạnh nhất
Nhiệt độ trung bình năm
Lượng mưa trung bình tháng
khơ nhất
Lượng mưa tổng

Ngập triều
Tần suất ngập triều

Thành Thành phần Thành
Thành
Thành
Thành
phần loài
loài Bần phần loài phần loài phần loài phần loài
Trang
chua
Sú
Vẹt dù
Đâng
Mắm biển
0.404**

0.198*

-0.069

-

-

-

0.523**

-0.058

0.039

-

-

-

-0,354**

-0,274**

0,095

-

-

-

-0,235**
0,209**
0.213**

-0,384**
0,118
0,181*

0,062

-0.243**
-0.257**

-0.259**
-0.346**

-0.103
-0.129

0.024
0.044

Kết quả phân tích tương quan ở Bảng 3 cho thấy, thành phần lồi Trang (K. obovata) có sự
tương quan thuận với nhiệt độ trung bình năm (r = 0,404 và p < 0,01), nhiệt độ trung bình tháng
lạnh nhất (r = 0,523 và p < 0,01), độ ngập triều (r = 0,209 và p < 0,01) và tần suất ngập triều (r
= 0,213 và p < 0,01) nhưng lại tương quan nghịch với lượng mưa năm (r = -0,235 và p < 0,05)
và lượng mưa tháng khô nhất (r = -0,354 và p < 0,01). Tương tự, thành phần loài Bần chua (S.
caseolaris) cũng tương quan thuận với nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất (r = 0,198 và p < 0,05)
và tần suất ngập triều (r = 0,181 và p < 0,05) nhưng lại có sự tương quan nghịch với lượng mưa
năm (r = -0,384 và p < 0,01) và lượng mưa tháng khô nhất (r = -0,274 và p < 0,01). Trong khi đó,
Sú (A. corniculatum) và Vẹt dù (B. gymnorrhiza) đều có tương quan nghịch với độ ngập triều (Sú
(A. corniculatum): r = -0,243 và p < 0,01; Vẹt dù (B. gymnorrhiza): r = -0,259 và p < 0,01) và tần
suất ngập triều. Sú (A. corniculatum): r = -0,257 và p < 0,01; Vẹt dù (B. gymnorrhiza): r = -0,346
và p < 0,01). Như vậy, kết quả phân tích tương quan đã cho thấy, độ quan trọng của Trang (K.
obovata) và Bần chua (S. caseolaris) tăng lên khi nhiệt độ và tần suất ngập triều tăng lên nhưng lại
giảm xuống khi lượng mưa tăng lên.
Như vậy, qua kết quả nghiên cứu có thể góp phần khẳng định: nhiệt độ, lượng mưa và tần
suất ngập triều là những nhân tố ảnh hưởng tới mức độ ưu thế và phân bố của các loài cây ngập
mặn như: Trang (K. obovata); Bần chua (S. caseolaris) và Sú (A. corniculatum). Điều này có thể
bổ sung cho ý kiến của Bunt et al. (1992), cho rằng điều kiện khí hậu không phải là nhân tố quan

trọng nhất mà mức độ mặn của nước đã hạn chế sự phân bố của các loài cây ngập mặn. Khi đánh
giá trên quan điểm tổng hợp, Phan Nguyên Hồng và cộng sự (1999) đã cho rằng mỗi thành phần
của khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, gió,...) đều có ảnh hưởng nhất định đến sự sinh trưởng
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

435

và phân bố của các loài cây ngập mặn. Tùy theo điều kiện cụ thể mà nhân tố này có thể tác động
mạnh hay yếu hơn các nhân tố khác. Bên cạnh đó, Phan Nguyên Hồng (1991) cũng cho rằng tần
suất ngập triều cũng là một trong những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp tới sự sinh trưởng và phân bớ
của các loài cây ngập mặn.
3.2. Phân tích thành phần chính theo các chỉ tiêu khí hậu, thuỷ văn
Phân tích thành phần chính (PCA) là một kỹ thuật thống kê phân tích đa biến được sử dụng
rộng rãi mà có thể được áp dụng cho dữ liệu QDA (chuẩn bị thuộc tính với các điểm mô tả thuộc
tính) để giảm tập hợp các biến phụ thuộc (ví dụ thuộc tính) đến một tập hợp dữ liệu nhỏ hơn
của các biến cơ bản (yếu tố), dựa trên mô hình của tương quan giữa các biến ban đầu (Reid and
Spencer, 2009). Kết quả PCA xác định số lượng thành phần chính cần thiết để biểu diễn dữ liệu
được trình bày ở Bảng 4.
Bảng 4. Kết quả phân tích thành phần chính theo biến khí hậu và thuỷ văn
Thành phần chính

Giá trị riêng

F1
F2
F3
F4
F5

F6

4,195
1,506
0,183
0,094
0,017
0,005

Phần trăm (%) của
phương sai
69,919
25,102
3,058
1,563
0,280
0,079

Phần trăm (%) tích luỹ của
phương sai
69,919
95,021
98,078
99,641
99,921
100

Bảng 4 cho thấy, nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất; nhiệt độ trung bình năm; lượng mưa
trung bình tháng khơ nhất; lượng mưa tổng và biến thuỷ văn, gồm: độ ngập triều và tần suất ngập
triều, có thể được biểu diễn thơng qua 06 thành phần chính, từ F1 đến F6. Kết quả cũng cho thấy,

giá trị riêng và giá trị phần trăm tích luỹ phương sai giảm dần, từ thành phần chính thứ nhất đến
thành phần chính thứ sáu. Theo Sarva et al (2012), các thành phần chính cần phải mơ tả được ít
nhất 80 % tích luỹ phương sai và có giá trị riêng lớn hơn 1. Trong nghiên cứu này, 02 thành phần
chính F1 và F2 có giá trị riêng lớn hơn 1 và mô tả được tới 95,021 % tích luỹ phương sai. Thành
phần F3 và F4 có tương tác nhỏ so với biến, có thể nhận biết qua giá trị phần trăm tích luỹ phương
sai khơng có sự thay đổi nhiều. Đồng thời, giá trị riêng cũng giảm mạnh ở thành phần F3 và F4. Độ
lớn của các thành phần F3 đến F6 rất nhỏ so với thành phần F1 và F2, do đó, khơng cần hiết phải
sử dụng các thành phần từ F3 đến F6 để mơ tả số liệu khí hậu và thuỷ văn đã thu thập.

Hình 2: Giá trị riêng (Eigenvalue) và phần trăm tích luỹ phương sai (cumulative variability
-%) của các thành phần biểu diễn theo Scree plot
436

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

Bên cạnh đó, kết quả phân tích PCA cũng cho thấy sự đóng góp của mỗi nhân tố khí hậu hay
thuỷ văn vào 02 thành phần chính F1 và F2 (Bảng 5).
Bảng 5. Eigenvector của các thành phần chính tương ứng với các nhân tố khí hậu và thuỷ
văn khác nhau
Nhân tố khí hậu, thuỷ văn
Lương mưa trung bình của tháng khơ nhất
Nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất
Lượng mưa cả năm
Nhiệt độ trung bình năm
Độ ngập triều
Tần suất ngập triều

Thành phần chính

F1
-0.983
0.969
-0.923
0.891
0.531
0.601

F2
0.139
-0.231
0.268
-0.323
0.818
0.767

Thành phần quan trọng nhất - F1 đóng góp tới 69,919 % của tổng phương sai, bị ảnh hưởng
hay tác động chủ yếu bởi các biến khí hậu, như: lượng mưa (bao gồm cả lượng mưa năm và lượng
mưa của tháng khô nhất) theo hướng âm (negative) và nhiệt độ (bao gồm cả nhiệt độ trung bình
năm và nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất) theo hướng dương (positive). Thành phần thứ hai
- F2 bị ảnh hưởng chủ yếu bởi độ ngập triều và tần suất ngập triều. Như vậy, phân tích thành phần
chính PCA đã cho thấy, cả 06 nhân tố, bao gồm: lượng mưa trung bình của tháng khơ nhất, nhiệt
độ trung bình của tháng lạnh nhất, lượng mưa cả năm, nhiệt độ trung bình năm, độ ngập triều và
tần suất ngập triều đều được lựa chọn để xây dựng mơ hình, tuy nhiên, để tóm gọn những biến này,
PCA cũng đề xuất 02 biến đại diện. Đó là biến khí hậu (F_khí hậu), đại diện cho các biến lượng
mưa trung bình của tháng khơ nhất, nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất, lượng mưa cả năm,
nhiệt độ trung bình năm và biến thuỷ văn (F_thuỷ văn), đại diện cho các biến độ ngập triều và tần
suất ngập triều. Việc sử dụng các biến đại diện này cũng tránh được hiện tượng đa cộng tuyến như
đã phân tích ở phần trên.

3.3. Xây dựng mơ hình tốn và dự báo thay đổi thành phần lồi cây ngập mặn
Mơ hình tốn biểu diễn mối quan hệ giữa thành phần loài và các biến đại diện khí hậu, thuỷ
văn, được xây dựng thơng quan phân tích hồi quy. Bảng 6 trình bày kết quả phân tích và đánh
giá các mơ hình tính tốn thành phần lồi Trang (K. obovata), Bần chua (S. caseolaris) và Sú (A.
corniculatum). Cả 03 mơ hình đều có ý nghĩa (R = 0,31-0,41; p < 0,01) và là cơ sở để dự báo sự
thay đổi thành phần loài cây ngập mặn tại khu vực nghiên cứu.
Bảng 6. Mơ hình hồi quy dự báo thành phần lồi cây ngập mặn
STT
1
4
8

Lồi

Mơ hình
IV_Tr = -3002,381 + 12,855F_khí hậu - 0,013(F_khí
Trang
hậu)2 - 0,559F_thuỷ văn + 0,007(F_thuỷ văn)2
IV_Ba = 1383,353 - 5,524F_khí hậu + 0,005(F_khí
Bần chua
hậu)2 + 1,181F_thuỷ văn - 0,011(F_thuỷ văn)2
IV_Su = 1257,048 - 5,132F_khí hậu + 0,005(F_khí
Sú
hậu)2 - 0,486F_thuỷ văn + 0,003(F_thuỷ văn)2

R

F

Sig.

0,38

6,57

< 0,001

0,41

7,63

< 0,001

0,31

4,14

0,003

Kết quả áp dụng mơ hình dự báo sự thay đổi thành phần loài Trang (K. obovata), Bần chua
(S. caseolaris) và Sú (A. corniculatum) của rừng ngập mặn tại một số khu vực thuộc ven biển miền
Bắc Việt Nam theo kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng của Bộ Tài ngun và Mơi trường
(BTNMT 2016), được trình bày ở Hình 3. Tuy nhiên, một điều cần lưu ý là kết quả tính tốn dự báo
Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

437

này được thực hiện với giả thiết rằng nhiệt độ, lượng mưa và mực nước biển thay đổi theo tính tốn

của BTNMT (2016), cịn các nhân tố sinh thái khác vẫn chưa được bổ sung vào mơ hình dự báo.

100

Trang
Series1

80

Bần chua
Series2

Độ quan trọng IVI (%)

Độ quan trọng IVI (%)

Kết quả dự báo cho thấy, trong bối cảnh BĐKH, thành phần lồi cây ngập mặn ở các khu vực
nghiên cứu có sự thay đổi đáng kể. Nhìn chung, nếu rừng ngập mặn được bảo vệ tốt và không chịu
sự tác động của con người thì độ quan trọng của lồi Trang (K. obovata) có xu hướng giảm, lồi Sú
(A. corniculatum) có xu hướng tăng lên. Trong khi đó, Bần chua (S. caseolaris) ít biến động hơn.
Cụ thể, tại huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, độ quan trọng của loài Trang (K. obovata) hiện tại
là gần 60 % và tương đối ổn định, cho tới năm 2030. Nhưng sau đó, Trang (K. obovata) đã có sự
giảm rõ rệt và tới năm 2100 thì chỉ cịn dưới 2 %. Trong khi đó, Sú (A. corniculatum) có xu hướng
tăng lên, từ 20 % đến 40 %, trong giai đoạn 2020 - 2080 và từ năm 2080 - 2100, độ quan trọng của
Sú (A. corniculatum) chỉ còn khoảng 5 %.
Tiên Yên - Quảng Ninh
Tiên Lãng - Hải Phòng
Sú
Series3

60
40
20
0
2020

2040

2080

2060

2100

100

Trang
Series1

80
40
20
0
2020

2040

2060

Bần chua

Series2

Sú
Series3

60
40
20
0
2020

2040

2100

Giao Thuỷ - Nam Định
Độ quan trọng IVI (%)

Độ quan trọng IVI (%)

Trang
Series1

2080

Năm

Tiền Hải - Thái Bình
80

Sú
Series3

60

Năm
100

Bần chua
Series2

2060

2080

2100

100

Trang
Series1

80

Bần chua
Series2

Sú
Series3

60
40
20
0
2020

2040

2060

2080

2100

Năm

Năm

Độ quan trọng IVI (%)

Kim Sơn - Ninh Bình
100
80

Trang
Series1

Bần chua
Series2

Sú
Series3

60
40
20
0
2020

2040

2060

2080

2100

Năm

Hình 3: Sự thay đổi thành phần lồi cây ngập mặn tại một số khu vực ven biển miền Bắc theo
Kịch bản BĐKH, NBD
Tại các khu vực nghiên cứu khác (Tiên Lãng - Hải Phịng, Tiền Hải - Thái Bình, Giao Thuỷ
- Nam Định hay Kim Sơn - Ninh Bình), mặc dù có sự thay đổi về độ quan trọng của các loài
nhưng rừng ngập mặn vẫn phát triển. Sự thay đổi thành phần lồi là q trình diễn thế tự nhiên
của rừng ngập mặn. Theo Phan Nguyên Hồng (1991), quá trình diễn thế tự nhiên của rừng ngập
mặn ở Tiên Yên - Quảng Ninh là sau giai đoạn tiên phong của Mắm biển (A. marina) hoặc Sú (A.
corniculatum), là giai đoạn hỗn hợp gồm các loài Trang (K. obovata), Đâng (R. stylosa) hay Vẹt
438

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,

bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

dù (B. gymnorrhiza). Sau đó là giai đoạn Vẹt dù (B. gymnorrhiza) chiếm ưu thế. Như vậy, với kết
quả tính tốn, thành phần lồi Sú (A. corniculatum) và Trang (K. obovata) suy giảm có thể là hiểu
hiện của q trình diễn thế tự nhiên và sự thay thế của Vẹt dù (B. gymnorrhiza) là do quá trình
bồi tụ, làm cho nền đất ngày một cao lên, không phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của Sú
(A. corniculatum) và Trang (K. obovata) (Phan Nguyên Hồng và cộng sự, 1999). Tuy nhiên, ở các
điểm nghiên cứu thuộc ven biển các tỉnh Đồng bằng Sông Hồng, rừng ngập mặn chủ yếu là rừng
trồng loài Trang (K. obovata) và Bần chua (S. caseolaris). Bên cạnh sự phát triển tự nhiên của Sú
(A. corniculatum) ở những bãi bồi thấp (Phan Nguyên Hồng, 2004; Nguyễn Thị Hồng Hạnh và
Phạm Hồng Tính, 2017). Khi tính tốn theo kịch bản biến đổi khí hậu, Trang (K. obovata), Bần
chua (S. caseolaris) và Sú (A. corniculatum) vẫn là những loài chiếm ưu thế và tương đối ổn định.
Điều đó cho thấy, rừng ngập mặn vẫn phát triển và thay đổi song song cùng với BĐKH và NBD.
Kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Gilman (2004), Phạm Hồng Tính và cộng
sự (2014) cho rằng rừng ngập mặn vẫn phát triển và theo kịp tốc độ tăng của mực nước biển. Điều
đó có nghĩa là khi nước biển dâng xảy ra nhưng trầm tích vẫn được bồi tụ và tốc độ bồi tụ trầm tích
cao hơn hoặc bằng tốc độ gia tăng mực nước biển thì rừng ngập mặn ít bị tác động.
4. Kết luận
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, rừng ngập mặn tại ven biển miền Bắc Việt Nam vẫn phát
triển và chưa bị thay đổi hẳn bằng một thảm thực vật hay hệ sinh thái khác. Tuy nhiên, thành phần
lồi cũng có sự thay đổi đáng kể. Tại huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, độ quan trọng của loài
Trang (K. obovata) hiện tại gần 60 % và tương đối ổn định cho tới năm 2030. Nhưng sau đó, Trang
(K. obovata) giảm rõ rệt và tới năm 2100 sẽ chỉ còn dưới 2 %. Trong khi đó, Sú (A. corniculatum)
có xu hướng tăng lên từ 20 - 40 %, trong giai đoạn 2020 - 2080 và từ năm 2080 đến năm 2100, độ
quan trọng của Sú (A. corniculatum) chỉ còn khoảng 5 %. Đối với các khu vực nghiên cứu khác,
gồm: Tiên Lãng - Hải Phịng, Tiền Hải - Thái Bình, Giao Thuỷ - Nam Định hay Kim Sơn - Ninh
Bình, rừng ngập mặn vẫn phát triển với độ quan trọng của các lồi thay đổi nhưng khơng lớn như
đối với khu vực Tiên Yên - Quảng Ninh. Những nghiên cứu chi tiết hơn về sự sinh trưởng của
đường kính, chiều cao và mật độ cây ngập mặn cần tiếp tục nghiên cứu để đánh giá đầy đủ hơn về

sự thay đổi của hệ sinh thái rừng ngập mặn. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở quan trọng để các đơn
vị quản lý ở Trung ương và địa phương đề ra những chính sách chiến lược quản lý, bảo tồn hệ sinh
thái rừng ngập mặn hiệu quả.
Lời cảm ơn: Nghiên cứu được hoàn thành dưới sự hỗ trợ kinh tế của Đề tài mã số
TNMT.2018.05.06. Các tác giả xin trân trọng cảm ơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016). Kịch bản biến đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam. Hà Nội.
[2]. Bunt, J. S. (1992). Introduction. In Robertson A. I and Alongi D. M (eds), Tropical mangrove ecosystem,
American Geophysical Union, Washington DC, USA, pp. 1 - 6.
[3]. Blasco, F (1996). Mangroves as indicators of coastal change. Catena, 27, pp.167 - 178.
[4]. Clough, B. (2013). Continuing the Journey Amongst Mangroves. ISME Educational Book Series
No.1, International Society for Mangrove Ecosystems, Okinawa, Japan, and International Tropical Timber
Organization, Yokohama, Japan, 86 pp.
[5]. Donald R. Cahoona, Philippe F. Hensel. (2006). High-Resolution Global Assessment of Mangrove
Responses to Sea-Level Rise: A Review. In Proceedings of the Symposium on Mangrove Responses to
Relative Sea-Level Rise and Other Climate Change Effects, 13 July 2006, Cairns Convention Centre,

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

439

Cairns, Australia.
[6]. English, S., Wilkinson, C. và Baker, V. (1997). Survey Manual for Tropical Marine Resources. 2nd
Edition, Australian Institute of Marine Science, Townsville, Australia, 389 pages.
[7]. Gilman, E. (2004). Assessing and Managing Shoreline Response to Projected Relative Sea-Level Rise
and Climate Change. Prepared for the UNESCO World Heritage Central Pacific Project.
[8]. James Gareth (2013). An Introduction to Statistical Learning: with Applications in R. Springer. p. 176.
ISBN 978 - 1461471370.

[9]. Lawless H T and Heymann H. (1998). Sensory Evaluation of Food: Principles and Practices. New
York: Chapman & Hall.
[10]. Misra R. (1968). Ecology work book. New Delhi: Oxford & IBH Publishing Co.
[11]. Phan Nguyên Hồng, Trần Văn Ba, Viên Ngọc Nam, Hoàng Thị Sản, Vũ Trung Tạng, Lê Thị Trễ,
Nguyễn Hoàng Trí, Mai Sỹ Tuấn, Lê Xuân Tuấn (1999). Rừng ngập mặn Việt Nam. Nhà xuất bản Nông
nghiệp, Hà Nội.
[12]. Phan Nguyên Hồng (1991). Sinh thái thảm thực vật rừng ngập mặn Việt Nam. Luận án tiến sỹ Sinh
học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
[13]. Phan Nguyên Hồng (2004). Hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển đồng bằng Sông Hồng. Nhà xuất
bản Nông nghiệp, Hà Nội.
[14]. Phạm Hồng Tính, Mai Sỹ Tuấn (2015). Phân tích định lượng các chỉ số đa dạng sinh học và phân
bố của thảm thực vật thân gỗ thảm thực vật ngập mặn tại ven biển miền Bắc Việt Nam. Tạp chí Sinh học
38(1): 53 - 60.
[15]. Phạm Hồng Tính, Phạm Đức Cường và Mai Sỹ Tuấn (2014). Đánh giá tính dễ bị tổn thương đối với
biến đổi khí hậu của hệ sinh thái rừng ngập mặn: lựa chọn phương pháp và những kết quả áp dụng bước
đầu. Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ 2 về sinh học biển và phát triển bền vững. Nhà
xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, p: 305 - 313.
[16]. Pham Hong Tinh, Nguyen Thi Hong Hanh and Mai Sy Tuan (2021). Ecological Valuation and
Ecosystem Services of Mangroves. In: Rastogi R.P., Phulwaria M., Gupta D.K. (eds) Mangroves: Ecology,
Biodiversity and Management. Springer, Singapore.
[17]. Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Mai Sỹ Tuấn (2008). Đặc tính của thể nền rừng ngập mặn - yếu tố tạo cho
TTVNM là bể chứa khí thải nhà kính. Tạp chí Sinh học, 30(9), tr. 106 - 113.
[18]. Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Phạm Hồng Tính (2017). Định lượng cacbon trong rừng ngập mặn trồng
vùng ven biển miền Bắc Việt Nam. NXB Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội.
[19]. Reid, M. K. and Spencer, K. L. (2009). Use of principal components analysis (PCA) on estuarine
sediment datasets: the effect of data pre-treatment. Environmental Pollution, 157, 2275 - 2281.
[20]. Sarva Mangala Praveena, Ong Wei Kwan and Ahmad Zaharin Aris (2012). Effect of data pre-treatment
procedures on principal component analysis: a case study for mangrove surface sediment datasets. Environ
Monit Assess (2012) 184:6855 - 6868.
[21]. Yun Xu, Royston Goodacre (2018). On splitting training and validation set: A comparative study of

cross - validation, bootstrap and systematic sampling for estimating the generalization performance of
supervised learning. Journal of Analysis and Testing 2(3): 249 - 262.

Ngày chấp nhận đăng: 10/11/2021. Người phản biện: PGS.TS. Vũ Thanh Ca

440

Nghiên cứu chuyển giao, ứng dụng khoa học công nghệ trong sử dụng hợp lý tài nguyên,
bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

Nghiên cứu sự thay đổi thành phần loài thực vật ngập mặn tại ven biển miền Bắc, Việt Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về