Ảnh hưởng của lớp màng sinh học trên bề mặt đất tới sự phát thải khí CO2 vào khí quyển từ đất rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 3 
BÀI BÁO KHOA HỌC 
ẢNH HƯỞNG CỦA LỚP MÀNG SINH HỌC TRÊN BỀ MẶT ĐẤT 
TỚI SỰ PHÁT THẢI KHÍ CO2 VÀO KHÍ QUYỂN 
TỪ ĐẤT RỪNG NGẬP MẶN VƯỜN QUỐC GIA XUÂN THỦY 
Hà Thị Hiền, Nguyễn Thị Kim Cúc1 
Tóm tắt: Đất rừng ngập mặn có khả năng lưu giữ một lượng carbon rất lớn nhưng cũng phát thải 
một phần carbon tích lũy được vào khí quyển dưới dạng khí CO2. Mục tiêu của nghiên cứu nhằm 
định lượng lượng khí CO2 phát thải từ bề mặt đất rừng ngập mặn vào khí quyển và ảnh hưởng của 
lớp màng sinh học trên bề mặt đất tới lượng khí phát thải. Nồng độ khí CO2 phát thải được đo bằng 
một buồng tối kết nối trực tiếp với máy phân tích khí hồng ngoại (IRGA) và được thực hiện vào hai 
mùa đặc trưng trong năm (mùa khô và mùa mưa) để tìm mối tương quan giữa các yếu tố môi 
trường và nồng độ khí CO2 phát thải. Kết quả khảo sát thu được giá trị nồng độ khí CO2 phát thải 
từ đất rừng ngập mặn ở điều kiện thường là 3,98 ± 3,72 mmol m-2 h-1 và tại vùng đất trống là 1,77 ± 
1,36 mmol m-2 h-1. Tuy nhiên, khi gạt bỏ lớp màng sinh học trên bề mặt đất (tới độ sâu ~ 2 mm), 
nồng độ khí CO2 phát thải tăng lên là 1,28 và 1,74 lần tương ứng với đất rừng ngập mặn và đất 
trống. Kết quả nghiên cứu cho thấy các yếu tố môi trường như nhiệt độ, lượng mưa và lớp màng 
sinh học trên lớp đất bề mặt có ảnh hưởng lớn tới lượng khí CO2 phát thải vào khí quyển. 
Từ khóa: nồng độ khí CO2, đất rừng ngập mặn, chlorophyll-a, lớp màng sinh học, Vườn Quốc gia 
Xuân Thủy 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ1 
Rừng ngập mặn (RNM) là hệ sinh thái rừng 
phát triển dọc bờ biển ở các vùng nhiệt đới và 
cận nhiệt đới với đặc điểm nổi bật là có năng 
suất sơ cấp cao (Bouillon và cs., 2008; 
Komiyama và cs., 2008). Do tình trạng đất bị 
ngập úng thường xuyên bởi thủy triều nên các 
chất hữu cơ bị phân hủy chậm, vì vậy một lượng 
lớn carbon được tích lũy lại trong các tầng đất 
của RNM. Tuy nhiên, một phần carbon tích lũy 
trong đất RNM bị phân hủy, khoáng hóa và hình 
thành nên các khí nhà kính, trong đó có khí 
CO2. Khí này có thể phát thải trực tiếp vào 
không khí qua giao diện đất – không khí, hoặc 
hòa tan trong nước và theo dòng chảy ngầm ra 
vùng nước kênh rạch xung quanh (Bouillon và 
cs., 2008; Maher và cs., 2013). Hiện nay, đã có 
một số nghiên cứu trên thế giới về phát thải khí 
1 Trường Đại học Thủy Lợi. 
CO2 từ giao diện đất - không khí, tập trung vào 
vai trò của tổng carbon tích lũy trong đất RNM, 
vào hàm lượng nước chứa trong đất, vào lớp 
màng sinh học (tảo bám) phát triển trên bề mặt 
trầm tích (Lovelock, 2008; Leopold và cs., 
2013; Lovelock và cs., 2014). Tuy nhiên, số liệu 
về phát thải khí nhà kính vào không khí tại vùng 
RNM thuộc khu vực cửa sông Hồng còn rất hạn 
chế. Để tìm hiểu về lượng phát thải khí CO2 từ 
RNM vào khí quyển, trong nội dung bài báo 
này, nhóm tác giả sẽ tập trung vào việc định 
lượng và tìm hiểu sự biến động của nồng độ khí 
CO2 phát thải vào không khí từ đất rừng 
Kandelia obovata (Trang) trồng 18 tuổi theo 
mùa. Trong công bố trước của chúng tôi, RNM 
tại đây có tổng giá trị carbon tích lũy trong đất 
rừng cao hơn so với trong đất trống (Hà và cs., 
2018), vì vậy giả thiết của chúng tôi là CO2 phát 
thải từ đất RNM cũng cao hơn. Hơn nữa, cũng 
cần lưu ý thêm là sự gia tăng mạnh mẽ của nền 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 4 
nhiệt trong mùa hè sẽ có ảnh hưởng mạnh tới sự 
phát thải của các khí nhà kính (Lovelock 2008; 
Leopold và cs., 2015); vì vậy chúng tôi giả định 
rằng lượng phát thải sẽ tăng trong khoảng thời 
gian mùa hè, và cũng là mùa mưa tại khu vực 
nghiên cứu. Để đạt được mục tiêu đề ra, nồng 
độ khí CO2 phát thải từ giao diện đất – không 
khí trong đất RNM và đất trống (bãi bồi không 
có rừng trồng) được đo trực tiếp tại hiện trường 
vào hai mùa đại diện trong năm 2016: mùa mưa 
và mùa khô. Song song với việc đo tốc độ phát 
thải khí CO2, nghiên cứu cũng xác định nồng độ 
chlorophyll-a (chl-a) trong lớp đất bề mặt, các 
thông số vi khí hậu tại địa điểm đo và nồng độ 
carbon hữu cơ trong đất. 
2. ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP 
NGHIÊN CỨU 
2.1. Địa điểm nghiên cứu 
Địa điểm nghiên cứu được lựa chọn tại vùng 
RNM thuộc vườn Quốc gia Xuân Thủy 
(VQGXT) nằm tại vị trí bờ Nam của cửa sông 
Hồng, tỉnh Nam Định, miền Bắc Việt Nam. 
Rừng ngập mặn tại VQGXT là hỗn giao của 
rừng trồng và rừng tự nhiên với ba loài cây 
chính: cây Trang (Kandelia obovata; Sheue, Lui 
& Yong), cây Bần chua (Sonneratia caseolaris) 
và cây Đước (Rhizophora apiculata). Khu vực 
nghiên cứu được thực hiện tại vùng đệm của 
VQGXT, nơi RNM được trồng từ năm 1998 và 
có vị trí tại tọa độ 20o13’37.6” N vĩ độ Bắc và 
106o31’42.0”E kinh độ Đông (Hình 1). 
Nằm ở khu vực phía Bắc Việt Nam, VQGXT 
có đủ các hình thái và đặc điểm thời tiết đặc 
trưng của khu vực là khí hậu nhiệt đới gió mùa. 
Lượng mưa trung bình hàng năm dao động 
trong khoảng từ 1.750 – 1.800 mm với hai mùa 
rõ rệt; mùa mưa từ tháng Năm đến tháng Chín 
và mùa khô từ tháng Mười đến tháng Tư năm 
sau. Nhiệt độ không khí trung bình năm dao 
động từ 23,4 tới 24,5oC và có sự khác biệt rất rõ 
giữa mùa đông và mùa hè (Cục Thống kê Nam 
Định, 2016). Chu kì thủy triều tại đây là chế độ 
nhật triều với biên độ rộng, lớn nhất là 3,54 m 
và nhỏ nhất là 0,37 m (Bảng thủy triều 2016). 
Hình 1. Bản đồ khu vực nghiên cứu và vị trí lấy 
mẫu tại VQGXT, tỉnh Nam Định 
Nhiệt độ và lượng mưa tại khu vực Vườn 
Quốc gia Xuân Thủy có sự khác biệt lớn trong 
hai tháng đo đạc thực địa, tháng tư và tháng tám 
năm 2016 (Hình 2). Nhiệt độ không khí trung 
bình đo trong tháng Tư (mùa khô) và tháng Tám 
(mùa mưa) tương ứng là 23,6oC và 31,7oC. 
Tổng lượng mưa đo được trong tháng Tư là 
150,2 mm và tần suất mưa phân bố chủ yếu vào 
mười ngày cuối tháng. Trong tháng Tám, lượng 
mưa rất cao và đạt tới 439,1 mm. Vào mùa khô, 
nghiên cứu thực địa được tiến hành vào hai 
ngày: 2/4 (ngày chu kì nước lớn - spring tide) và 
6/4 (ngày chu kì nước ròng - neap tide). Trong 
khoảng thời gian 10 ngày trước các ngày đo đạc 
thực địa vào mùa khô, trời không có mưa và 
nhiều mây, ít nắng. Vào mùa mưa, nồng độ khí 
CO2 phát thải từ đất được đo vào ngày 3/8 
(nước lớn), và 9/8 (nước ròng). Có các trận mưa 
lớn ghi nhận được vài ngày trước đo đạc thực 
địa (70 mm vào ngày 28/7, và 65 mm vào tối 
3/8). Bốn ngày đo đạc thực địa trong hai mùa 
được thể hiện trong sơ đồ tại Hình 2. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 5 
Hình 2. Phân bố nhiệt độ và lượng mưa tại VQGXT, tỉnh Nam Định (Nguồn: Trạm thủy văn 
Ba Lạt, 2016) và kí hiệu mũi tên là các ngày đo đạc thực địa tại hai mùa. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Phương pháp xác định nồng độ khí 
CO2 phát thải từ giao diện đất - không khí 
Tại mỗi ô nghiên cứu và tại mỗi mùa trong 
năm, ba vị trí đo nồng độ khí CO2 được thực 
hiện trên bề mặt giao diện đất - không khí khi 
thủy triều xuống thấp để bộc lộ lớp đất tại bề 
mặt sàn rừng. Ở mỗi vị trí, phép đo được lặp lại 
ba lần. Thời điểm đo trong mỗi mùa được lựa 
chọn theo hai chế độ thủy triều tiêu biểu đại 
diện cho một chu kì con nước: một chu kì nước 
lớn và chu kì nước ròng. Phép đo nồng độ khí 
CO2 phát thải từ đất được thực hiện tại hiện 
trường bằng cách sử dụng một buồng kín, tối. 
Buồng tối được làm bằng nhựa cứng, có thể 
tích và diện tích bề mặt xác định (0,0098m3; 
0,088m2) và được nối trực tiếp với một máy 
phân tích khí hồng ngoại (IRGA; Licor 840, 
Li-cor Biosciences, Inc.). Hiệu chỉnh máy phân 
tích khí hồng ngoại trước mỗi ngày đo bằng ba 
loại nồng độ khí: 0 ppm CO2 (N2 tinh khiết, Air 
Liquide Inc.), và hai nồng độ CO2 (551 ± 11 và 
2.756 ± 137 ppm; Air Liquide Inc.). Úp buồng 
tối xuống bề mặt đất với vành buồng sâu trong 
bùn khoảng 1 cm để loại bỏ hết nguy cơ rò rỉ 
khí từ buồng đo ra môi trường bên ngoài. Mỗi 
phép đo được tiến hành trong khoảng thời gian 
là 3 phút để giảm thiểu tối đa ảnh hưởng của 
các yếu tố vi khí hậu tới kết quả đo (ví dụ như 
hàm lượng nước trong đất, nhiệt độ đất và biến 
thiên nồng độ khí CO2; Rochette và cs., 1992). 
Nhiệt độ của đất ở độ sâu 5 cm được đo bằng 
nhiệt kế Hanna (HI 98509) trong quá trình đo. 
Tốc độ gió, nhiệt độ không khí và cường độ 
bức xạ mặt trời được đo ở độ cao 1,5m bằng 
cách sử dụng máy đo tốc độ gió cầm tay 
(Extech 45170, Taiwan). Nồng độ khí CO2 
phát thải từ giao diện đất – không khí được đo 
trong hai điều kiện: (1) ở điều kiện thường (khi 
lớp đất bề mặt được giữ nguyên, không có bất 
kì tác động nào làm ảnh hưởng tới lớp đất bề 
mặt này), và (2) sau khi gạt bỏ khoảng 2 mm 
lớp đất bề mặt, lớp đất này có thể chứa thành 
phần tảo bám (microphytobenthos) có thể làm 
giảm thiểu sự phát thải của khí CO2 (Leopold 
và cs., 2013). Buồng tối được đặt tại vị trí 
tương đối bằng phẳng và bề mặt đất không bị 
xáo trộn, không có các hang đào của động vật 
đáy, không có thành phần của lượng rơi như lá, 
hoa, trụ mầm của cây ngập mặn, vvcó thể 
gây ảnh hưởng đến kết quả của phép đo. Nồng 
độ khí CO2 phát thải được tính theo phương 
trình sau: 
F = (δpCO2/δt)*V/R.T.S (1) 
Trong phương trình trên F kí hiệu cho nồng 
độ khí CO2 phát thải từ đất (mmol m-2 s-1), 
δpCO2/δt là biến động của áp suất khí pCO2 
theo thời gian (ppm s-1), V là thể tích của buồng 
đo (0,0098 m3), R là hằng số khí lí tưởng 
(8,20528.10-5 atm m3 K-1 mol-1), T là nhiệt độ 
tuyệt đối (K), và S là diện tích bề mặt đất trong 
buồng đo (0,088 m2). 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 6 
Hình 3. Đo dòng khí CO2 trong RNM và lấy mẫu đất bề mặt tại vùng đất trống bìa rừng 
2.2.2. Phương pháp xác định nồng độ 
chlorophyll-a trong đất 
Chlorophyll-a trong lớp đất bề mặt được 
phân tích theo phương pháp trắc quang. Sau khi 
đã đo lặp lại nồng độ khí CO2 phát thải 3 lần tại 
mỗi vị trí, gạt nhẹ và thu mẫu đất bề mặt với độ 
sâu ~ 2 mm trong diện tích bề mặt buồng đo 
(Hình 3). Gói mẫu đất vào giấy aluminium và 
bảo quản lạnh ở - 20oC ngay sau khi lấy mẫu. 
Chuyển mẫu về phòng thí nghiệm và tiến hành 
đông khô mẫu ở - 80oC trước khi phân tích. Chl-
a trong mẫu được chiết bằng dung môi axeton. 
Nồng độ Chl-a được tính toán theo tài liệu tham 
khảo trong APHA (2012). 
2.3. Phương pháp phân tích và thống kê 
số liệu 
Sử dụng phương pháp phân tích phương sai 
hai biến (ANOVA) để so sánh giá trị CO2 phát 
thải trung bình đo được từ ba ô nghiên cứu của 
đất RNM và đất trống. Phương pháp phân tích 
tương tự được ứng dụng cho việc so sánh nồng 
độ khí CO2 phát thải giữa hai địa điểm nghiên 
cứu và hai mùa đo đạc trong năm. 
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Biến động nồng độ khí CO2 theo địa 
điểm đo và theo mùa 
Nồng độ khí CO2 phát thải từ bề mặt đất biến 
động mạnh giữa giao diện của đất rừng ngập 
mặn và đất trống (Hình 4). Ở điều kiện thường 
(có lớp màng sinh học trên bề mặt), nồng độ khí 
CO2 biến động trong khoảng từ 1,55 ± 0,61 tới 
9,52 ± 3,27 mmol m-2 h-1 với đất RNM, trong 
khi ở địa điểm đất trống, nồng độ CO2 biến 
động từ 0,68 ± 0,60 tới 3,66 ± 1,36 mmol m-2 
h-1. Nồng độ khí CO2 trung bình trong RNM 
(3,98 ± 3,72 mmol m-2 h-1) lớn hơn trên hai lần 
nồng độ khí CO2 đo được trong đất trống (1,77 
± 1,36 mmol m-2 h-1). Sau khi gạt nhẹ khoảng 
2mm lớp đất trên bề mặt (lớp đất có thể chứa 
chl-a và các vi sinh vật), nồng độ khí CO2 đo 
được cao hơn so với trong điều kiện thường ở 
cả hai địa điểm. Nồng độ khí CO2 biến động từ 
2,59 ± 0,26 tới 10,60 ± 2,81 mmol m-2 h-1 trong 
đất RNM, và từ 1,65 ± 0,59 tới 5,47 ± 1,51 
mmol m-2 h-1 trong đất trống. Nồng độ khí CO2 
đo được trong đất RNM cao gần gấp đôi giá trị 
đo được trong đất trống, tương ứng với các giá 
trị trung bình là 5,09 ± 3,76 mmol m-2 h-1 và 
3,07 ± 1,66 mmol m-2 h-1. Số liệu phân tích 
thống kê phương sai cho thấy có sự khác biệt 
lớn về giá trị nồng độ khí CO2 đo được giữa hai 
địa điểm đất RNM và đất trống, khi có lớp 
màng sinh học (P < 0,001), và không có lớp 
màng sinh học (P < 0,01). 
Nồng độ khí CO2 đo được tại giao diện đất - 
khí cũng biến động mạnh theo mùa (Hình 4). 
Vào mùa khô, nồng độ khí CO2 trung bình đo 
được tại RNM và đất trống ở điều kiện thường 
tương ứng là 2,10 ± 1,32 mmol m-2 h-1 và 0,78 ± 
0,44 mmol m-2 h-1. Trong mùa mưa, nồng độ khí 
đo được là 5,86 ± 4,57 mmol m-2 h-1 tại đất 
RNM, và 2,76 ± 1,59 mmol m-2 h-1 tại vùng đất 
trống. Nhìn chung, nồng độ khí CO2 đo được 
trong mùa mưa cao hơn trong mùa khô ở điều 
kiện thường (có lớp màng sinh học, Hình 4). Sau 
khi gạt bỏ 2 mm lớp đất trên bề mặt, nồng độ khí 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 7 
CO2 đo được trong RNM vào mùa mưa cao hơn 
gần 3 lần giá trị đo được trong mùa khô; nhưng 
với địa điểm đất trống, tỉ số này tương ứng chỉ 
bằng 1,38 lần. Tại cả hai địa điểm đo, số liệu 
thống kê cho thấy có sự khác biệt về giá trị nồng 
độ khí CO2 tính được giữa hai mùa (P < 0,05). 
Hình 4. Nồng độ khí CO2 phát thải từ đất RNM và đất trống khi có và không có lớp màng 
sinh học ở các mùa và các chu kì thủy triều khác nhau (giá trị trung bình của ba lần đo 
 lặp lại ± độ lệch chuẩn). 
Các giá trị đo được trong nghiên cứu này 
cũng nằm trong khoảng các giá trị đã công bố 
của các vùng RNM khác trên thế giới; ví dụ tại 
11 vị trí RNM (tại vùng Caribean, Australia và 
New Zealand) với giá trị biến động trong 
khoảng từ -0,90 tới 10,69 mmol m-2 h-1 
(Lovelock 2008); và cũng trong một nghiên cứu 
khác được thực hiện tại New Caledonia đối với 
rừng Mắm và rừng Đước tự nhiên, với các giá 
trị trung bình đo được tương ứng là 3,68 ± 0,99 
mmol m-2 h-1 và 3,04 ± 1,54 mmol m-2 h-1 
(Leopold và cs., 2013). Và gần đây, một nghiên 
cứu mới được thực hiện với rừng Mắm tại New 
Zealand và tại Australia với giá trị trung bình 
tương ứng là 4,75 ± 0,83 mmol m-2 h-1 và 4,46 ± 
1,91 mmol m-2 h-1 (Lovelock và cs., 2014). Mặc 
dù tổng hàm lượng carbon trong lớp đất bề mặt 
khu vực lựa chọn nghiên cứu của chúng tôi (~ 
2%) thấp hơn trong các nghiên cứu khác (7 – 
8%), nhưng nồng độ khí CO2 đo được dường 
như bị ảnh hưởng khá lớn bởi các nhân tố vô 
sinh (nhiệt độ, lượng mưa, ) và hữu sinh (chl-
a, độ che phủ tán lá, vi sinh vật đất,) trong 
vùng khí hậu bán nhiệt đới nóng ẩm và mưa 
nhiều của miền Bắc Việt Nam so với các vùng 
khí hậu bán khô hạn ở New Caledonia (Leopold 
và cs., 2013). Như vậy, kết quả nghiên cứu cho 
thấy CO2 phát thải từ đất vào không khí có sự 
khác biệt lớn giữa đất RNM và đất trống, giữa 
mùa mưa và mùa khô. Phân tích và so sánh kết 
quả của nghiên cứu với các công bố khác trên 
thế giới cho thấy, lượng phát thải CO2 của rừng 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 8 
Trang trồng trong khu vực nghiên cứu ở mức độ 
trung bình. 
3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chl-a tới nồng độ 
khí CO2 phát thải tại giao diện đất- không khí 
Nồng độ chl-a trong lớp đất bề mặt đo được 
tại cả hai địa điểm đất RNM và đất trống vào 
mùa mưa có giá trị gần như tương đương, tương 
ứng với 0,32 ± 0,07 và 0,35 ± 0,05 µg g-1 đất khô 
(Hình 5). Tuy nhiên vào mùa khô, nồng độ chl-a 
tại hai địa điểm đất RNM và đất trống có sự khác 
biệt rất lớn (P < 0,0001), với giá trị rất cao (0,59 
± 0,56 µg g-1) đo được trong đất trống và giá trị 
rất thấp đo được trong đất RNM (0,02 ± 0,01 µg 
g-1). Sự biến động lớn của nồng độ chl-a trong 
mùa khô có thể lý giải do sự che phủ của tán cây 
trong RNM làm giảm (hoặc ngăn cản phần lớn) 
cường độ bức xạ mặt trời chiếu xuống lớp đất 
mặt trên sàn rừng, vì vậy thực vật đơn bào trong 
lớp màng sinh học thiếu ánh sáng để quang hợp 
và phát triển. Còn tại đất trống, thời gian tiếp xúc 
với ánh sáng mặt trời nhiều hơn và dài hơn so với 
sàn RNM, do đó nồng độ của chl-a tại địa điểm 
đất trống luôn cao hơn đất RNM. 
Hình 5. Nồng độ chl-a đo được tại các địa điểm 
và các mùa khác nhau (giá trị trung bình ± độ 
lệch chuẩn) 
Do sự khác biệt rất lớn về nhiệt độ của đất 
giữa mùa mưa và mùa khô (nhiệt độ trung bình 
của các đợt nghiên cứu vào mùa mưa và mùa 
khô lần lượt là 32,8ºC và 22,8ºC), nên nồng độ 
khí CO2 đo được trong mùa mưa có sự khác biệt 
lớn so với các giá trị đo được trong mùa khô (P 
< 0,001). Kết quả nghiên cứu ghi nhận giá trị 
nồng độ khí CO2 phát thải rất cao (~ 10,00 
mmol m-2 h-1) khi giá trị nhiệt độ đo được đạt 
tới giá trị cao nhất (38,9ºC) trong đất RNM vào 
buổi trưa. Điều kiện này có thể bị cộng hưởng 
thêm với yếu tố lượng mưa rất cao (~ 70mm) đo 
được vào ba ngày liên tiếp: ngày 3/8, 5/8 và 
6/8), tức là các trận mưa diễn ra trước thời điểm 
đo đạc tại hiện trường từ ba đến sáu ngày. Và 
cũng từ Hình 2 có thể thấy rằng nhiệt độ không 
khí rất cao đo được trong suốt nhiều ngày trước 
ngày đo đạc thực địa (ngày 9/8). Do tình trạng 
mưa liên tục, lớp màng sinh học trên bề mặt đất 
bị cuốn trôi do lực tác động của các hạt nước và 
dòng chảy mặt, và lớp màng sinh học này không 
đủ thời gian để tái tạo lại trên bề mặt đất dẫn tới 
lớp đất bề mặt bị mất đi một tấm lá chắn 
(physical barrier) để bảo vệ và giữ lại lượng khí 
CO2 trong đất. Vì vậy, tại thời điểm này, việc 
lớp màng sinh học bị cuốn trôi bởi nước mưa, 
kết hợp với nhiệt độ môi trường cao, có thể giải 
thích được giá trị nồng độ khí CO2 phát thải cao 
hơn so với tất cả các đợt khảo sát thực địa khác. 
Davidson và cs. (2000), Liang và cs. (2013) 
cũng quan sát và ghi nhận được sự gia tăng đột 
ngột của nồng độ khí CO2 phát thải từ bề mặt 
đất sau khi trời mưa. Các kết quả đo đạc và tính 
toán của các tác giả này hoàn toàn tương đồng 
với các giá trị thu được trong nghiên cứu thực 
địa của chúng tôi vào ngày 9/8. Kết quả nghiên 
cứu cũng giúp khẳng định rằng tỉ lệ chênh lệch 
nhỏ tính toán được về nồng độ khí CO2 phát thải 
trước và sau khi loại bỏ 2mm lớp đất mỏng trên 
bề mặt đất trống (1,28) trong mùa mưa so với tỉ 
lệ chênh lệch lớn trong mùa khô (3,33). Các 
phân tích và kết quả của nghiên cứu chứng minh 
rằng, lượng mưa cao có thể làm xáo trộn và 
cuốn trôi lớp màng sinh học trên bề mặt đất do 
quá trình rửa trôi dẫn tới kết quả là lớp đất bề 
mặt mất đi một lớp màng bảo vệ để giữ lại 
lượng khí CO2 trong cấu trúc của chúng. 
Sự biến động theo mùa của nồng độ khí CO2 
phát thải từ đất cũng phụ thuộc vào các yếu tố 
hữu sinh (Leopold và cs., 2013; Leopold và cs., 
2015). Trong hầu hết tất cả các kết quả đo đạc 
của chúng tôi, khi loại bỏ 2mm lớp đất trên bề 
mặt, nồng độ khí CO2 phát thải luôn cao hơn so 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 9 
với điều kiện đo đạc ở chế độ bình thường. Các 
kết quả công bố của Lovelock (2008), Leopold và 
cs. (2013) và Grellier và cs. (2017) cũng ghi nhận 
được sự gia tăng phát thải nồng độ khí CO2 sau 
khi loại bỏ lớp màng sinh học trên bề mặt đất. Vào 
mùa khô, sau khi loại bỏ 2 mm lớp đất bề mặt, giá 
trị CO2 đo được tại đất trống tăng lên 3,33 lần và 
tại đất RNM chỉ tăng 1,27 lần so với điều kiện 
thường. Tỉ lệ khác biệt này có thể được giải thích 
là trong mùa khô, lượng mưa là hầu như không có 
trong thời gian hàng tháng trước ngày đo đạc, và 
đất trống có khoảng thời gian tiếp xúc trực tiếp 
với ánh sáng mặt trời nhiều hơn và dài hơn so với 
đất RNM. Thực tế, lớp đất mặt của RNM rất thiếu 
ánh sáng do bị lớp tán lá của RNM ngăn cản, và 
kết quả là, chính lớp tán lá của cây RNM sẽ làm 
giảm mật độ của lớp màng sinh học trên bề mặt 
đất RNM so với trong đất trống. Kết quả tương tự 
được Leopold và cs. (2013) công bố với mật độ 
cao của lớp màng sinh học phụ thuộc vào diện tích 
tán lá của cây RNM thuộc hai loài Đước 
(Rhizophora sp.) và Mắm (Avicennia sp.) ở New 
Caledonia và vì vậy yếu tố này tác động tới sự 
phát thải của CO2 tại cả hai địa điểm của RNM. 
Tóm lại, CO2 phát thải từ đất bị tác động 
phức hợp bởi các yếu tố môi trường, trong đó 
nhiệt độ là yếu tố chính. Nhiệt độ và các thông 
số môi trường (lượng mưa, độ dày tán lá, cường 
độ bức xạ) ảnh hưởng ngược trở lại tới mật độ 
của lớp màng sinh học trên bề mặt đất, vì vậy, 
tác động trực tiếp tới lượng khí CO2 phát thải 
vào không khí. Hơn nữa, nhiệt độ môi trường 
cao cũng làm gia tăng tốc độ khoáng hóa của 
các hợp chất hữu cơ trong đất và thúc đẩy sự hô 
hấp của các vi sinh vật, do đó cũng góp phần 
làm tăng lượng CO2 phát thải từ môi trường đất 
vào không khí. 
4. KẾT LUẬN 
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng sự biến động 
của nồng độ khí CO2 phụ thuộc vào các yếu tố vô 
sinh và hữu sinh, và lớp màng sinh học là một 
trong các yếu tố hữu sinh ảnh hưởng tới sự phát 
thải của CO2 từ đất vào không khí. Nồng độ khí 
CO2 phát thải từ bề mặt đất biến động mạnh giữa 
giao diện của đất rừng ngập mặn và đất trống. 
Nồng độ khí CO2 trung bình trong RNM lớn hơn 
trên hai lần nồng độ khí CO2 đo được trong đất 
trống. Nồng độ khí CO2 phát thải từ giao diện đất 
– không khí tại RNM ở điều kiện thường là 3,98 
± 3,72 mmol m-2 h-1 và sau khi gạt bỏ lớp màng 
sinh học là 5,09 ± 3,76 mmol m-2 h-1; tại vùng đất 
trống là 1,77 ± 1,36 mmol m-2 h-1 và 3,07 ± 1,66 
mmol m-2 h-1 sau khi gạt bỏ lớp màng sinh học. 
Kết quả đo đạc vi khí hậu tại hiện trường cho 
thấy, nhiệt độ, lượng mưa, độ dày tán lá và 
cường độ bức xạ mặt trời lớn có tác động trực 
tiếp tới nồng độ của chl-a trên bề mặt đất. Lớp 
màng sinh học đóng vai trò như tấm lá chắn 
trong việc lưu giữ và kiểm soát việc phát thải khí 
CO2. Kết quả nghiên cứu gợi ý việc sử dụng lớp 
màng sinh học trong tương lai ở một số lĩnh vực 
nhằm kiểm soát phát thải CO2 vào khí quyển. 
LỜI CẢM ƠN 
Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ kinh phí 
từ Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia 
(NAFOSTED) của đề tài số 105.99-2015.17. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
APHA (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater, Standard method 
10200H. doi: ISBN 9780875532356. 
Bouillon, S. et al. (2008) ‘Mangrove production and carbon sinks: A revision of global budget 
estimates’, Global Biogeochemical Cycles, 22(2), pp. 1–12. doi: 10.1029/2007GB003052. 
Call, M. et al. (2015) ‘Spatial and temporal variability of carbon dioxide and methane fluxes over 
semi-diurnal and spring – neap – spring timescales in a mangrove creek’, Geochimica et 
Cosmochimica Acta. Elsevier Ltd, 150, pp. 211–225. doi: 10.1016/j.gca.2014.11.023. 
Davidson, E. A. et al. (2000) ‘Effects of soil water content on soil respiration in forests and cattle 
pastures of eastern Amazonia’, Biogeochemistry, 48(1), pp. 53–69. doi: 
10.1023/A:1006204113917. 
 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 61 (6/2018) 10 
Grellier, S. et al. (2017) ‘Changes in soil characteristics and C dynamics after mangrove clearing 
(Vietnam)’, Science of the Total Environment. Elsevier B.V., 593–594, pp. 654–663. doi: 
10.1016/j.scitotenv.2017.03.204. 
Ha, T. H. et al. (2018) ‘Belowground carbon sequestration in a mature planted mangroves 
(Northern Viet Nam)’, Forest Ecology and Management. Elsevier B.V., 407, pp. 191–199. doi: 
10.1016/j.foreco.2017.06.057. 
Komiyama, A., Ong, J. E. and Poungparn, S. (2008) ‘Allometry, biomass, and productivity of 
mangrove forests: A review’, Aquatic Botany, 89(2), pp. 128–137. doi: 
10.1016/j.aquabot.2007.12.006. 
Leopold, A. et al. (2013) ‘Influence of mangrove zonation on CO2 fluxes at the sediment-air 
interface (New Caledonia)’, Geoderma, 202–203, pp. 62–70. doi: 
10.1016/j.geoderma.2013.03.008. 
Leopold, A. et al. (2015) ‘Temporal variability of CO2 fluxes at the sediment-air interface in 
mangroves (New Caledonia)’, Science of the Total Environment. Elsevier B.V., 502, pp. 617–
626. doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.09.066. 
Liang, J. et al. (2013) ‘Soil respiration in a subtropical mangrove wetland in the Jiulong River 
Estuary, China’, Pedosphere, 23(5), pp. 678–685. doi: 10.1016/S1002-0160(13)60060-0. 
Lovelock, C. E., Adame, M. F., et al. (2014) ‘Contemporary rates of carbon sequestration through 
vertical accretion of sediments in mangrove forests and saltmarshes of South East Queensland, 
Australia’, Estuaries and Coasts, 37(3), pp. 763–771. doi: 10.1007/s12237-013-9702-4. 
Lovelock, C. E., Feller, I. C., et al. (2014) ‘Variable effects of nutrient enrichment on soil respiration in 
mangrove forests’, Plant and Soil, 379(1–2), pp. 135–148. doi: 10.1007/s11104-014-2036-6. 
Lovelock, C. and Lovelock, C. E. (2008) ‘Soil Respiration and Belowground Carbon Allocation in 
Mangrove Forests’, Ecosystems, 11, pp. 342–354. doi: 10.1007/s10021-008-9125-4. 
Maher, D. T. et al. (2013) ‘Groundwater-derived dissolved inorganic and organic carbon exports 
from a mangrove tidal creek : The missing mangrove carbon sink ?’, Association for the 
Sciences of Limnology and Ocenology, pp. 475–488. doi: 10.4319/lo.2013.58.2.0475. 
Rochette, P., Gregorich, E. G. and Desjardins, R. L. (1992) ‘Comparison of static and dynamic 
closed chambers for measurement of soil respiration under field conditions’, Can. J. Soil Sci., 
72, pp. 605–609. 
Abstract: 
INFLUENCE OF BIOFILM ON SOIL SURFACE TO CO2 EMISSON FROM SOIL-AIR 
INTERFACE IN PLANTED MANGROVES (XUAN THUY NATIONAL PARK) 
Mangrove soil stores a high amount of organic carbon, however one part of this source emitted 
towards the atmosphere as CO2. The objective of the present study was to determine the influence of 
biofilm on CO2 fluxes at the soil-air interface of mangrove forest. Fluxes were measured using 
dynamic closed incubation dark chamber connected to an infra-red gas analyzer (IRGA – Licor 
820) at the two main seasons (dry and wet seasons) to find the influence of environmental 
parameters on the fluxes. In situ measurements showed that CO2 fluxes were 3,98 ± 3,72 mmol m-2 
h-1 in the mangrove, and 1,77 ± 1,36 mmol m-2 h-1 in the bare land. However, after having removed 
2 mm depth of soil surface, CO2 fluxes were increased 1.28 times in mangroves, and 1.74 times in 
the bare land. The study results found that the environmental parameters, like temperature, rainfall, 
and the biofilm on the soil surface have strong impact on the CO2 emission to the atmosphere. 
Keywords: CO2 fluxes, mangrove soil, chlorophyll-a, biofilm, Xuan Thuy National Park 
Ngày nhận bài: 31/1/2018 
Ngày chấp nhận đăng: 18/4/2018