Hiện trạng hệ thực vật bán ngập nước và lựa chọn các loại cây để trồng trên đất bán ngập nước ven hồ chứa thủy lợi khu vực ngoại thành Hà Nội

Hệ thực vật ngập nước ven hồ chứa thủy lợi khu vực ngoại thành Hà Nội nghèo nàn, mật độ thưa thớt, bao gồm: Cỏ lá gừng (Axonopus sp.), Sậy (Phragmites sp.), Cói (Cyperus sp.), Thủy tràng (Salix sp.), Gáo nước (Cephalanthus sp.), Và Khô (Rhamnaceae sp.), Sen (Nelumbo sp.) và Súng (Nympheaceae sp.). Ngoài cây bản địa, còn có cây nhập ngoại là Tràm Úc (Melaleuca leucadedra) và cây xâm hại Mai dương (Mimosa sp.) Dựa trên 6 tiêu chí trong biện pháp sinh học bảo vệ bờ đã được tổng kế trên thế giới và kết quả trồng thử nghiệm, 9 loài cây đã được lựa chọn để xây dựng mô hình thử nghiệm, bao gồm Vàng Anh, Lộc Vừng, Nhội, Liễu Trắng, Tràm Úc, Thủy Tràng, Gáo Nước, Và Khô, Sậy.

I. GIỚI THIỆU

Ngoài chức năng phục vụ thủy điện và thủy lợi, các hồ chứa hiện nay còn được sử dụng theo hướng đa mục tiêu, đa chức năng như phục vụ du lịch cảnh quan, du lịch sinh thái, cung cấp nước sạch cho người dân, nuôi trồng thủy sản.

Thực tế quan sát trên các hồ chứa thủy lợi nói chung và khu vực ngoại thành Hà nội nói riêng cho thấy hiện tượng xói, sạt lở, bồi lắng và ô nhiễm môi trường nước ngày càng gia tăng; hệ thực vật ven hồ nghèo nàn về thành phần loài và số lượng cá thể, các loài thực vật xâm hại chiếm ưu thế dẫn đến giảm hiệu quả sử dụng và suy giảm đa dạng sinh học hồ chứa thủy lợi. Đây là vấn đề thách thức đối với các nhà khoa học toàn cầu trong việc bảo vệ hệ sinh thái hồ chứa nói chung và hồ chứa thủy lợi nói riêng.

Trong những thập niên 50 của thế kỉ trước, biện pháp sinh học bảo vệ bờ ra đời đã phần nào giải quyết được vấn đề đó. Bằng cách tạo lập hệ thực vật ngập nước ven bờ, biện pháp này đã thiết lập một trạng thái cân bằng mới cho một số thủy vực. Hệ thực vật mới được hình thành, góp phần ổn định cấu trúc bờ, cải thiện môi trường nước và phục hồi hệ sinh thái ngập nước ven bờ [1], [3].

Dựa trên thành phần loài cây bán ngập, chịu nước bản địa, lựa chọn các loài cây có đặc tính ưa nước ở các vùng sinh thái lân cận, tập đoàn cây trồng ven hồ đã được lựa chọn và thử nghiệm trồng.

II. ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Địa điểm nghiên cứu

8 hồ được lựa chọn trên tuyến khảo sát từ Bắc xuống Nam là: hồ Xuân Khanh, Đồng Mô, Lập Thành, Đồng Sương, Vân Sơn, Miễu, Quan Sơn, Đồng Quan được lựa chọn ngẫu nhiên trong 96 hồ chứa thủy lợi khu vực ngoại thành Hà Nội, thỏa mãn tiêu chí:

- Có dung tích từ 200.000m3 trở lên;

- Các hồ được khảo sát trải đều theo hướng từ Bắc – Nam và Tây – Đông;

- Các hồ khảo sát thuộc 4 nhóm dung tích khác nhau:  dưới 1 triệu m3, từ 1 triệu- 5 triệu m3, từ 5 triệu-10 triệu m3 và trên 10 triệu m3.

Ngoài ra, khu vực nước ngập tự nhiên như các khu vực đầm lầy xã Hương Sơn (Mỹ Đức) cũng được khảo sát để tìm kiếm cây ngập nước bản địa.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Nghiên cứu tài liệu

Thu thập và nghiên cứu các tài liệu của các tác giả nước ngoài trong công tác lựa chọn, bố trí các cây ngập nước nhằm chống sạt lở bờ, hạn chế bồi lắng lòng sông, hồ trên thế giới.

2.2.2. Phương pháp thu mẫu ngoài thực địa

Trong các hồ khảo sát, mỗi hồ chọn 3 khu vực để khảo sát với chiều dọc là:

- Khu vực 1: tính từ điểm nguồn vào hồ, dọc theo dòng chảy 1.000 - 2.000m  hoặc khu vực thay thế đối diện đập chính (trong trường hợp việc xác định nguồn vào gặp nhiều khó khăn)

- Khu vực 2: khu vực lân cận đập chính (hoặc phụ) khoảng 1.000 - 2.000m

- Khu vực 3: Một khu vực ngẫu nhiên ven hồ gần khu dân cư, với chiều dài 1.000-2.000m

Bề rộng của khu vực là phần đất ven hồ, trong nghiên cứu này được xác định là khu vực được giới hạn từ mực nước thấp nhất tồn tại những thực vật bám rễ vào đất đến mực nước gia cường. Tiến hành thu mẫu thực vật trong tuyến điều tra để qua đó lập danh mục  thành phần loài thực vật cho các hồ chứa theo hướng dẫn của Hoàng Chung [4].

2.2.3. Phương pháp bảo quản mẫu vật

Dụng cụ - thiết bị phân tích:  Dao, tủ sấy, kẹp mắt cáo, tấm nhôm, kính lúp, máy tính,…

Xử lý và sấy khô: Xếp nhiều mẫu thành chồng và dùng đôi cặp ô vuông (mắt cáo) để ốp ngoài, ép chặt mẫu và bó lại. Các bó mẫu được sấy khô ở nhiệt độ khoảng 400C.

2.2.4. Phương pháp phân tích mẫu vật

Trước khi định loại, so mẫu thu thập được với bộ mẫu lưu ở bảo tàng thực vật để có tên sơ bộ. Để định loại mẫu vật, chúng tôi sử dụng các tài liệu có liên quan như: Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ [5]; các tài liệu tra cứu thực vật khác có uy tín trên thế giới và Việt Nam...[6], [7], [8].

2.2.5. Nghiên cứu mức độ thích nghi của cây trồng với khả năng chịu ngập

Để đánh giá khả năng chịu ngập của từng loài cây, mỗi loài cây đã lựa chọn được trồng trong khu vực sẽ ngập tương tự nhau. Sau khi trồng, quan sát tỷ lệ sống, khả năng ra mầm, tỷ lệ sống của từng cây.

2.2.6. Xử lý số liệu

Các số liệu được thu thập và xử lý theo phương pháp thống kê sinh học thông thường

III. KẾT QUẢ

3.1. Thành phần loài cây ngập nước ở các hồ thủy lợi khu vực ngoại thành Hà Nội

Kết quả khảo sát ở 8 hồ cho thấy hệ thực vật ngập nước ven hồ chứa khu vực ngoại thành Hà Nội rất nghèo nàn, gần như chưa có thảm thực vật tự nhiên. Số lượng loài bản địa ghi nhận được trong các hồ và các khu vực đất ngập nước lân cận là 8 loài thuộc 8 họ bao gồm: Cỏ lá gừng (Axonopus sp.), Sậy (Phragmites sp.), Cói (Cyperus sp.), Thủy tràng (Salix sp.), Và khô (Rhamnaceae sp.), Gáo nước (Cephalanthus sp.), Sen (Nelumbo sp.) và Súng (Nympheaceae sp.), thể hiện ở bảng 1.

Bảng 1:  Các loài cây bản địa tại các khu vực khảo sát

Riêng khu vực đầm lầy tự nhiên  ở xã Hương Sơn (Mỹ Đức) có các quần thể thực vật ngập nước do người dân trồng với mục đích giữ đất, lấy củi, lấy gỗ, như: cây Thủy  tràng, Và khô. Tràm Úc (Melaleuca leucadedra) là cây nhập ngoại và phát triển rất tốt tại khu vực quan sát trong lưu vực hồ Đồng Mô.

Ngoài ra, cây Mai Dương (Mimosa sp.) được ghi nhận ở cả 8 hồ nghiên cứu với mức độ phát triển mạnh mẽ, có xu hướng lan rộng trong khu vực bán ngập của các hồ.

3.2. Thành phần loài cây ưa nước ở các khu vực lân cận khác

Ngoài các cây đã thu thập được, qua tham khảo ý kiến của các chuyên gia thực vật và khảo sát các khu vực lân cận khác, kết quả ghi nhận thêm 4 loài thực vật thân gỗ ưa nước có thể chịu ngập, bao gồm cây Vàng anh (Saraca sp.), cây Lộc vừng (Barringtonia sp.), cây Nhội (Bischofia sp.), cây Liễu trắng (Salix sp.). Các cây này hiện nay thường được trồng tạo cảnh quan hoặc làm cây cảnh nhưng về mặt sinh thái lại là những loài có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện ngập nước nên cũng được lưu ý lựa chọn.

3.3. Kết quả khảo nghiệm mức độ thích nghi của cây trồng với khả năng chịu ngập

Khả năng chịu ngập là yếu tố cơ bản để có thể lựa chọn được loài cây thích hợp với mục đích bảo vệ bờ, hạn chế sự xâm lấn của Mai Dương. Tiêu chuẩn cây giống, cành giống được lựa chọn thử nghiệm thể hiện qua bảng 2.

Bảng 2: Tiêu chuẩn cây/cành giống và cách trồng

Đặc điểm khu vực trồng: đất ẩm và ngập nông (độ sâu ngập nước < 20cm). Do vào mùa mưa, nên mực nước hồ được duy trì và tiếp tục tăng dần theo thời gian. Cây trồng bắt đầu chịu ngập sâu vào đầu tháng thứ 3, với độ sâu ngập nước so với mặt đất từ 1,2 – 1,5m (giữ trong 2,5 tháng). Thời điểm cuối cùng lấy số liệu là cây được trồng sau 5 tháng, mực nước so với mặt đất đo được là 0,6 – 1m ( chỉ cây Nhội, Lộc vừng, Liễu ngoi trên mặt nước; các cây còn lại đang ngập 0,3m – 0,7m).

Kết quả tỉ lệ % cây sống hoặc cành nảy chồi sau các thời điểm 1 tháng, 5 tháng được thể hiện qua bảng 3.

Bảng 3: Tỉ lệ cây sống hoặc cành nảy chồi

3.4. Đề xuất tập đoàn cây trồng ven hồ chứa

Từ kết quả thu nhận được sau khi khảo sát hệ thực vật ngập nước ven hồ; kết quả thử nghiệm và dựa trên kết quả nghiên cứu của Chris Hoag [2], chúng tôi đưa ra 6 tiêu chí lựa chọn các loài cây ngập nước ven hồ như sau:

(i)     Đặc trưng phân bố trong tự nhiên

ü  Loài bản địa ở khu vực nghiên cứu hoặc phân bố ở các thủy vực lân cận;

ü  Loài phân bố ở khu vực tương đồng về điều kiện tự nhiên với khu vực nghiên cứu

ü  Loài có phổ sinh thái rộng, thích nghi tốt với các điều kiện của khu vực nghiên cứu

(ii) Giới hạn phân bố trên khu vực bờ: Khu vực bờ được chia 5 đới bờ theo các mức độ ngập nước khác nhau, từ dưới lên trên có các đới bờ: đới chân bờ, đới dưới bờ, đới bờ, đới chuyển tiếp, đới trên bờ. Dựa trên đặc trưng giới hạn phân bố, các loài sẽ được bố trí ở các đới bờ thích hợp.

(iii) Đặc trưng sinh trưởng: Khả năng sinh trưởng tốt, phát triển mạnh, khó bị hại bởi các loại sâu bệnh.

(iv) Đặc trưng hệ rễ: Hệ rễ phát triển mạnh, lan rộng, chắc khỏe, linh hoạt, có tác dụng giữ đất, bảo vệ bờ.

(v) Đặc điểm sinh học, sinh thái học: hình dạng, kích thước, tuổi thọ, khả năng tạo bóng, khả năng chịu ngập, khả năng chịu hạn, khả năng tạo cảnh quan, có khả năng hạn chế sự phát triển của cỏ dại.

(vi) Đặc điểm nguồn giống và khả năng nhân giống:

ü  Kỹ thuật nhân giống: đơn giản và hiệu quả (ưu tiên các loài có tái sinh bằng cành);

ü  Nguồn giống ngoài tự nhiên phong phú hay có khả năng thu mua thương mại.

Dựa trên đặc điểm sinh thái của từng loài, 6 tiêu chí đã nêu trên và sự phân chia đới bờ của Chris Hoag [2] cũng như kết quả khảo nghiệm về khả năng chịu ngập, 9 loài cây ngập nước được đề xuất trồng ven hồ chứa thủy lợi khu vực ngoại thành Hà Nội, bao gồm: 5 loài bản địa là Sậy (Phragmites sp.), Gáo nước (Cephalanthus sp.), Và khô (Rhamnaceae sp.), Thủy tràng (Salix sp.). Cây Tràm Úc (Melalenca leucadendra ); 4 loài thực vật chịu ngập thân gỗ bao gồm cây Vàng anh (Saraca sp.), cây Lộc vừng (Barringtonia sp.), cây Nhội (Bischofia sp.), cây Liễu trắng (Salix sp.). 9 loài cây được lựa chọn được phân chia theo khu vực đới bờ như sau:

- Khu vực trên cạn là khu vực không bị ngập nhưng ẩm ướt bên trên mực nước gia cường, thích hợp trồng Vàng anh và có thể kết hợp trồng Lộc vừng, Liễu trắng. Đây là các cây cảnh có tác dụng tạo cảnh quan.

- Khu vực chuyển tiếp: là khu vực sẽ bị ngập khi ở mực nước gia cường cho đến mực nước dâng bình thường (dao động khoảng 2m), thích hợp trồng Nhội, Tràm Úc, Sậy, Và khô, Gáo nước. Đây là các cây sinh trưởng tốt trong điều kiện ngập nước theo chu kỳ ngắn (1 vài tháng).

- Khu vực trên bờ là khu vực sẽ bị ngập nông từ mực nước dâng bình thường cho đến mực nước ngập trung bình (dao động trong khoảng 1,5m), thích hợp trồng Lộc vừng, Liễu trắng, Nhội. Đây là các cây chịu được ngập nước theo chu kỳ ngắn (ngập khoảng từ tháng 9 đến tháng 12 hàng năm). Tuy nhiên, về nguyên tắc cây ở đới dưới có thể trồng được ở đới trên. Cây Liễu trắng và cây Lộc vừng là cây cảnh có giá thành cao nên cần được thay thế bằng các cây như Thủy tràng.

- Khu vực bờ là khu vực sẽ bị ngập sâu đến 3m tính từ mực nước dâng bình thường thích hợp trồng Thủy tràng. Đây là cây có thể sinh trưởng tốt trong điều kiện ngập từ tháng 8 năm trước đến tháng 4 năm sau.

- Khu vực chân bờ là khu vực ngập sâu trên 5m khó trồng được cây.

IV.  THẢO LUẬN

Kết quả bảng 1 cho thấy rất ít các hồ có cây ngập nước (5/8 hồ không có cây ngập nước), những hồ có cây ngập nước thì cũng thưa thớt, nghèo nàn, thường là các cá thể riêng biệt, ít khi tạo thành quần thể trừ quần thể Thủy tràng nằm ở chân núi ven hồ Quan Sơn.

Kết quả bảng 1 cũng cho thấy các hồ có nền đất ven bờ trơ cứng ít có khả năng có cây ngập nước bản địa sinh sống một các tự nhiên. Điều này xảy ra có thể là do nền đất trơ cứng cây non khó bén rễ, hoặc bén rễ thì thiếu dinh dưỡng nên cây không thể sinh trưởng được.

Thực  tế cho thấy độ dốc của đất ven hồ cũng anh hưởng rất lớn đến sự phân bố của các cây ngập nước. Ở những nơi có độ dốc lớn hơn 45o thì không thấy cây ngập nước.

Cây Mai dương là cây xâm hại nghiêm trọng đối với môi trường, chúng mọc mạnh, chèn ép các loài khác, phát tán mạnh bằng các hạt rất nhỏ, bằng cách mọc chồi ở rễ, tạo nên thảm thực vật đầy gai ngăn cản giao thông của con người và gia súc. Chúng đặc biệt thích nghi với các vùng đất ẩm ven hồ và ngập nông.

Dựa trên kết quả thu nhận về tỉ lệ sống của các cây trồng thể hiện qua bảng 3, có thể nhận thấy chỉ duy nhất cây Vàng anh là không thể sống được trong điều kiện ngập nước dài.

Các cây có tỉ lệ sống cao ở đất ngập nước là: Lộc vừng, Nhội, Liễu (đạt tỉ lệ >50%). Các cây này đều là cây trồng bầu, có chiều cao ban đầu không thấp hơn 1m. Tuy nhiên, do các tác động bên ngoài, một số cây bị mất ngọn hoặc đổ nên chịu ngập sâu dưới nước, nhưng vẫn thể hiện sức sống và khả năng ra chồi tốt.

Các cây cắm cành là Thủy tràng, Và khô, Gáo nước có tỉ lệ sống không cao, từ 20% - 28,33%. Nguyên nhân là do đây là các cây cắm cành, độ ngập sâu trong nước khá lớn. Thời gian từ khi cây trồng đến lúc ngập khá ngắn (2 tháng), cành cắm vẫn chưa phát triển hệ rễ đầy đủ, thân chưa vươn được cao hoặc chồi chưa phát triển cao. Tuy nhiên, sau khi nước rút, vào mùa xuân, chúng lại có thể nảy chồi và phát triển mạnh. Như vậy, nếu thời gian cắm cành lâu hơn thì tỷ lệ sống của chúng sẽ cao hơn. Điều đó chứng tỏ sức sống và sự phù hợp của chúng với điều kiện trồng ven hồ. Trong đó, cây Thủy tràng tuy không có tỷ lệ sống cao nhất nhưng khả năng nẩy chồi và tái sinh sau khi ngập là tốt nhất và quan sát thấy trong tự nhiên, quần thể Thủy tràng cũng sống ở vùng nước ngập sâu hơn so với Và khô và Gáo nước.

Tuy số lượng cây Tràm Úc và Sậy có tỉ lệ sống không nhiều, nguyên nhân theo quan sát được là toàn bộ cây Tràm Úc, Sậy do có chiều cao thấp nên độ ngập sâu hơn. Tuy vậy, sau khi nước rút, cây có dấu hiệu bị thối thân, lá nhưng vẫn có khả năng phát triển lại hệ rễ và nảy mầm, chồi mới. Và chồi tại các cây này đều có dấu hiệu phát triển tốt. 

Do hạn chế về thời gian, kết quả khảo nghiệm chỉ đưa ra được số liệu về tỷ lệ sống, chết của cây trồng ở mức độ ngập nước so với mặt đất không quá 1,5m và trong thời gian 3 tháng. Khi đưa vào xây dựng mô hình thử nghiệm, tuy có bố trí các cây trồng theo đặc điểm sinh thái và khả năng chịu ngập của chúng từ đới thấp nhất lên đới cao nhất, nhưng trên thực tế, dao động mực nước dâng của hồ chứa có thể rất lớn, thời gian ngập và tốc độ dâng nước phụ thuộc vào thời tiết từng năm, đó chính là những khó khăn trong việc tạo lập hệ thực vật ngập nước ven hồ. Hướng nghiên cứu này cần có thời gian cũng như nghiên cứu sâu hơn về giải pháp trồng phù hợp ở ven hồ chứa.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Allen, H.H. and Leech, J.R. (1997) Bioengineering for streambank erosion controls. US Army Corps of Engineers, Technical Report EL-97-8: 105p.

[2]. Chris Hoag, Jon Fripp, 2002. Streambank soil bioengineering. Field guide for low precipitation areas. National design, Contruction, and Soil Mechanics Centre.

[3]. Chris Hoag,1998. Guidelines for planting, establishment and maintenance of constructed wetland systems. Project, USDA - Natural Resources Conservation Service, Plant Materials Center, Aberdeen, ID 83210. Riparian/Wetland Project Information Series No. 12

[4]. PGS.TS Hoàng Chung, 2006. Các phương pháp nghiên cứu quần xã thực vật. Nhà xuất bản giáo dục,3-6, 13-16, 47, 88-99.

[5]. Phạm Hoàng Hộ (1999-2003). Cây cỏ Việt Nam. Nhà xuất bản trẻ.

[6].http://apps.kew.org/wcsp/namedetail.do;jsessionid=0D1020F7C95ECAFA31B74F5BEE76B861?name_id=36744

[7].http://www.burkesbackyard.com.au/1998/archives/26/in_the_garden/trees_and_palms/weeping_paperbark

[8].http://www.vncreatures.net/chitiet.php?page=9&loai=2&img=1&ID=2403

Tác giả: TS. Nguyễn Tân Vương, KS. Nguyễn Nguyên Hằng, ThS. Đinh Thị Hải Yến
Viện Sinh thái và Bảo vệ Công trình

Tạp chí KH&CN Thủy lợi