[VAST07.04/19-20] Vai trò của quần xã vi khuẩn bùn đáy đối với sự phát thải khí methane trong rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy

1. Tên đề tài: Vai trò của quần xã vi khuẩn bùn đáy đối với sự phát thải khí methane trong rừng ngập mặn Vườn quốc gia Xuân Thủy

Mã số đề tài: VAST07.04/19-20

2. Chủ nhiệm: TS. Phạm Thị Minh Hạnh

3. Tóm tắt nội dung đề tài (tiếng Việt và tiếng Anh)

Tóm tắt:

Đề tài được thực hiện với mục tiêu là (i) xác định đặc điểm cấu trúc quần xã vi khuẩn bùn đáy theo kiểu và độ sâu rừng ngập mặn và (ii) Đưa ra mối liên hệ giữa đa dạng quần xã vi khuẩn bùn đáy rừng ngập mặn với sự phát thải khí methane. Đề tài đã có những kết quả như sau:

Về khoa học:

- Dữ liệu giải trình tự 16S rDNA của quần xã vi khuẩn trong 108 mẫu trầm tích thu tại khu vực rừng già (trên 17 năm tuổi) và rừng tái sinh (dưới 11 năm tuổi) tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy, đã được gửi tới ngân hàng gen (NCBI - The National Center for Biotechnology Information, Hoa Kỳ), với số gia nhập dự án PRJNA1007244 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/?term=PRJNA1007244).

- Bộ số liệu đo đạc, phân tích các chỉ tiêu lý hóa môi trường (pH, Tw, DOC, COD, T-N, T-P) và số liệu phát thải khí methane tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy trong khu vực rừng ngập mặn và khu vực đối chứng không có rừng.

- Đã đánh giá được hiện trạng và biến đổi theo mùa các thông số chất lượng môi trường nước và môi trường trầm tích tại khu vực nghiên cứu.

- Đã đánh giá, xác định các yếu tố có khả năng gây ảnh hưởng đến phát thải khí CH4 trong số các yếu tố như độ tuổi rừng (RG và RTS), yếu tố sử dụng đất (khu vực có rừng và khu vực đối chứng), theo mùa (mùa khô – tháng 4 và mùa mưa – tháng 8), theo độ sâu lấy mẫu (0-5cm, 15-20cm, và 35-40cm), cũng như các yếu tố chất lượng môi trường nước và trầm tích.

Về ứng dụng

- Kết quả của đề tài có thể sử dụng tham khảo trong việc kiểm kê phát thải khí nhà kính nói chung và ở các khu vực rừng ngập mặn nói riêng. Điều này là cần thiết trong bối cảnh Việt Nam đã phê chuẩn Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) từ năm 1994 và có trách nhiệm xây dựng các báo cáo quốc gia về biến đổi khí hậu bao gồm kiểm kê quốc gia khí nhà kính để gửi Ban Thư ký Công ước.

- Kết quả giải trình tự gen đã được gửi lên ngân hàng gen mở (NCBI), được chia sẻ rộng rãi trong cộng đồng các nhà nghiên cứu sẽ là đóng góp có giá trị trong lĩnh vực sinh- tin (bioinformatics).

Từ khóa: methane, Xuân Thủy, rừng ngập mặn, Việt Nam.

Abstract:

The present study aimed to (i) investigate the structural characteristics of sediment microbial communities in relation to soil depth/layer and mangrove forest age (old-stand vs. young-stand forests), and (ii) elucidate the correlations between sediment microbial communities and methane emissions in mangrove ecosystems. The main results are:

Theoretical results:

- Results of 16S rDNA sequencing of bacterial communities in 108 samples collected in old-stand forest (over 17 years old) and regenerated young-stand forest (under 11 years old) in Xuan Thuy National Park. This data has been uploaded to the gene bank (NCBI - The National Center for Biotechnology Information, USA), with project accession number PRJNA1007244. Link to access the data: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/?term =PRJNA1007244.

- Monitoring data on water and sediment environmental quality (eg. pH, Tw, DOC, COD, T-N, T-P ...) and methane emission rates in the mangrove forest and non-forest areas in Xuan Thuy National Park.

- Assessing of the current status and seasonal changes of water and sediment quality parameters in the study area.

- Identifying factors controlling methane emissions across elements such as forest age (old and young stand forest), land-uses (forest and non-forest areas), season (dry season - April and rainy season - August), soil layers (0-5cm, 15-20cm, and 35-40cm), as well as water and sediment environment quality parameters.

Applied results:

- The project results are usefull for the greenhouse gas inventory ingeneral and for the flooded mangrove forest areas in particular. This is necessary considering Vietnam has ratified the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) since 1994 and is responsible for developing national reports on climate change including national greenhouse gas inventory to send to the Convention Secretariat

- The gene sequencing results have been submitted to the open gene bank (NCBI), and being widely shared among the researcher community serving as a valuable contribution in the field of bioinformatics.

Keywords: methane, Xuan Thuy, mangrove, Vietnam.

4. Hình ảnh/video sản phẩm của đề tài:

Sản phẩm của đề tài đã được công bố qua 02 bài báo đăng trên tạp chí thuộc danh mục SCI-E và 01 bài thuộc tạp chí quốc gia:

Hanh Thi Minh Pham, Ba The Dang, Cuong Tu Ho, Nghi Thanh Duong, Hanh Thi Nguyen, Quynh Thi Phuong Le, Thuy Thi Duong, Ha Manh Bui. 2024. Methane Emission in Mangrove Forests: Field Study and Environmental Correlations from Xuan Thuy National Park, Vietnam. Polish Journal of Environmental Studies, 33(5), 5819–5927.

Cuong Tu Ho, Unno Tatsuya, Son Giang Nguyen, Thi-Hanh Nguyen, Son Truong Dinh, Son Tho Le, and Thi-Minh-Hanh Pham. 2024. Seasonal Change of Sediment Microbial Communities and Methane Emission in Young and Old Mangrove Forests in Xuan Thuy National Park. J. Microbiol. Biotechnol. 2024. 34(3): 1–9.

Hồ Tú Cường, Nguyễn Thị Hạnh, Trần Hoài Nam, Dương Thanh Nghị, Đặng Thế Ba, Lê Thị Hường, Nguyễn Tiến Hùng, Trương Mạnh Chiến, Nguyễn Vũ Thắng, Dương Công Điển, Phạm Thị Minh Hạnh. 2020. Ứng dụng phân tích thống kê đa biến đánh giá chất lượng trầm tích rừng ngập mặn Xuân Thủy. Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển. 20, 4B, 89-96.

Hình 1. Khu vực thu mẫu rừng già (RG), rừng tái sinh (RTS) và khu vực đối chứng tại lòng kênh chính (BL)

Hình 2. Lượng phát thải khí CH₄ trung bình tại khu vực có rừng (RNM) và khu vực đối chứng (BL)