Tổng quan nghiên cứu

Rừng ngập mặn (RNM) là hệ sinh thái đặc trưng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường, điều hòa khí hậu và duy trì đa dạng sinh học. Tại Việt Nam, với đường bờ biển dài hơn 3.260 km, diện tích rừng ngập mặn hiện có khoảng 14.434 ha rừng tự nhiên và 4.786 ha rừng trồng, chiếm tỷ lệ che phủ 41,89%. Tỉnh Trà Vinh sở hữu trên 9.203 ha rừng ngập mặn, trong đó huyện Duyên Hải có hệ sinh thái rừng ngập mặn đa dạng với nhiều loài cây như Đước, Mắm, Ban chua, góp phần quan trọng trong phòng hộ ven biển và phát triển thủy sản.

Luận văn thạc sĩ này tập trung nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tích tụ carbon của rừng ngập mặn theo cự ly từ bìa rừng tại xã Long Vĩnh, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh. Mục tiêu chính là xác định cấu trúc rừng, ước tính trữ lượng carbon nhằm làm cơ sở cho quản lý, bảo vệ và chi trả dịch vụ môi trường rừng. Nghiên cứu được thực hiện trên 25 ô tiêu chuẩn (OTC) diện tích 100 m², phân bố trên 5 tuyến với 3 cấp cự ly tính từ bìa rừng ra biển, sử dụng các phương pháp thống kê thực nghiệm, phân tích biến động và hồi quy.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc nâng cao hiệu quả quản lý rừng ngập mặn, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu thông qua việc đánh giá khả năng tích tụ carbon của hệ sinh thái này. Đồng thời, nghiên cứu cũng hỗ trợ phát triển các chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng phù hợp với điều kiện thực tế tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về cấu trúc rừng và sinh khối rừng ngập mặn, bao gồm:

  • Lý thuyết cấu trúc rừng: Cấu trúc rừng được hiểu là sự sắp xếp tổ hợp các thành phần cây theo không gian và thời gian, phản ánh điều kiện sinh thái và mức độ cạnh tranh trong quần thể. Các chỉ tiêu quan trọng gồm đường kính thân cây tại 1,3 m (D₁.₃), chiều cao vút ngọn (Hᵥ), mật độ cây (N), và chỉ số giá trị quan trọng (IVI).

  • Mô hình phân bố cây theo Weibull: Mô hình hai tham số Weibull được sử dụng để mô tả phân bố số cây theo cấp đường kính thân (N/D₁.₃), chiều cao (N/Hᵥ) và đường kính tán (N/Dₐₙ), giúp đánh giá cấu trúc số cây và sự phân tầng trong rừng.

  • Phương trình sinh khối và tích tụ carbon: Áp dụng các phương trình hồi quy phi tuyến tính để ước tính sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất dựa trên đường kính thân cây, kết hợp với hệ số chuyển đổi sinh khối sang lượng carbon tích tụ (khoảng 47% sinh khối khô trên mặt đất). Công thức tính lượng CO₂ hấp thụ dựa trên lượng carbon tích tụ cũng được sử dụng.

Các khái niệm chuyên ngành như chỉ số cạnh tranh tán (CCI), chỉ số phức tạp cấu trúc (SCI), và các chỉ tiêu sinh trưởng (D₁.₃, Hᵥ, Vₐy) được vận dụng để phân tích chi tiết cấu trúc và sinh trưởng rừng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu được thu thập tại xã Long Vĩnh, huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh, trên 25 ô tiêu chuẩn (OTC) diện tích 100 m², phân bố trên 5 tuyến vuông góc với bờ biển, với khoảng cách giữa các OTC trung bình 200 m. Các OTC được phân thành 3 cấp cự ly tính từ bìa rừng ra biển: CL1 (dưới 400 m, ngập thường xuyên), CL2 (400-800 m, ngập theo mùa), CL3 (800-1.200 m, ngập theo ngày).

  • Phương pháp chọn mẫu: Lập ô tiêu chuẩn theo quy trình điều tra lâm học, đo đạc các chỉ tiêu sinh trưởng cây như đường kính thân (D₁.₃), chiều cao vút ngọn (Hᵥ), chiều cao dưới cành (Hₐ), đường kính tán (Dₐₙ), mật độ cây, và phẩm chất cây (tốt, trung bình, xấu).

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm Excel và Statgraphics 15.0 để xử lý số liệu, tính toán các chỉ tiêu trung bình, phương sai, hệ số biến động, và thực hiện phân tích biến động (ANOVA) so sánh các chỉ tiêu giữa các cấp cự ly. Phân tích hồi quy phi tuyến tính để xây dựng mô hình sinh khối và tích tụ carbon. Mô hình Weibull được áp dụng để mô tả phân bố số cây theo các cấp sinh trưởng.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập số liệu thực địa năm 2021, xử lý và phân tích số liệu trong năm 2022, hoàn thiện luận văn và bảo vệ vào tháng 01 năm 2023.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Cấu trúc rừng theo cấp cự ly: Có 3 cấp cự ly khác nhau từ bìa rừng ra biển, ảnh hưởng rõ rệt đến cấu trúc rừng. Loài Ban chua (Sonneratia caseolaris) chiếm vị trí ưu thế với chỉ số IVI% cao nhất ở cả 3 cấp cự ly, tiếp theo là loài Mắm (Avicennia sp.) và Đước (Rhizophora apiculata). Mật độ cây và các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính thân (D₁.₃), chiều cao (Hᵥ) có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các cấp cự ly (P < 0,05). Mật độ cây cao nhất ở CL2 (khoảng 4.500 cây/ha), thấp nhất ở CL1 (khoảng 3.390 cây/ha).

  2. Phân bố số cây theo các cấp sinh trưởng: Phân bố số cây theo đường kính thân (N/D₁.₃), chiều cao (N/Hᵥ) và đường kính tán (N/Dₐₙ) đều có dạng đỉnh lệch, với phân bố N/D₁.₃ có đỉnh nhọn rõ rệt. Cấu trúc số cây của rừng và loài ưu thế không đồng dạng, phản ánh sự đa dạng và phân tầng trong rừng ngập mặn.

  3. Sinh trưởng và tích tụ carbon: Các chỉ tiêu sinh trưởng kích thước cây (D₁.₃, Hᵥ, Vₐy) khác biệt rõ rệt giữa các cấp cự ly (P < 0,05), với CL1 có giá trị sinh trưởng và trữ lượng cao nhất (M trung bình 366,5 m³/ha), tiếp theo là CL2 (279,7 m³/ha) và CL3 thấp nhất (171,6 m³/ha). Lượng sinh khối và carbon tích tụ tỷ lệ thuận với trữ lượng, với lượng carbon tích tụ cao nhất ở CL1, giảm dần theo cấp cự ly.

  4. Mối quan hệ giữa các bộ phận cây: Tương quan giữa chiều cao, đường kính thân và đường kính tán phản ánh cấu trúc bộ phận cây đồng nhất trên các nhóm đối tượng. Chỉ số cạnh tranh tán (CCI) cho thấy sự chồng tán giữa các cấp chiều cao ở CL1 và CL2, biểu thị mức độ cạnh tranh không gian trong rừng.

Thảo luận kết quả

Sự khác biệt về cấu trúc và sinh trưởng giữa các cấp cự ly chủ yếu do ảnh hưởng của chế độ ngập triều và độ cao địa hình, điều kiện sinh thái đặc trưng của vùng ven biển. Cấp cự ly gần biển (CL1) có độ ngập thường xuyên, cây có kích thước lớn hơn và mật độ thấp hơn so với các cấp cự ly xa hơn, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng của độ ngập đến sinh trưởng rừng ngập mặn.

Phân bố số cây theo các cấp sinh trưởng không đồng dạng cho thấy sự phân tầng và cạnh tranh trong quần thể, tương tự các nghiên cứu tại các khu vực rừng ngập mặn khác như Cần Giờ, Cà Mau. Mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa sinh trưởng, sinh khối và tích tụ carbon khẳng định vai trò quan trọng của rừng ngập mặn trong hấp thụ carbon và giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Kết quả cũng phù hợp với các mô hình sinh khối và carbon đã được công bố, đồng thời bổ sung thông tin về ảnh hưởng của cự ly từ bìa rừng đến cấu trúc và tích tụ carbon, một khía cạnh ít được nghiên cứu tại Việt Nam. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh mật độ, trữ lượng và lượng carbon tích tụ giữa các cấp cự ly, cũng như bảng phân bố số cây theo các cấp sinh trưởng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý và bảo vệ rừng ngập mặn theo cấp cự ly: Ưu tiên bảo vệ các khu vực CL1 và CL2 có mật độ sinh trưởng và tích tụ carbon cao, nhằm duy trì chức năng phòng hộ và hấp thụ carbon. Thời gian thực hiện: ngay lập tức; chủ thể: Ban Quản lý rừng phòng hộ tỉnh Trà Vinh và Chi cục Kiểm lâm.

  2. Phát triển mô hình chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES): Xây dựng cơ chế chi trả dựa trên lượng carbon tích tụ theo cấp cự ly, khuyến khích cộng đồng địa phương tham gia bảo vệ rừng. Thời gian: 1-2 năm; chủ thể: chính quyền địa phương phối hợp với các tổ chức môi trường.

  3. Mở rộng nghiên cứu và giám sát định kỳ: Thiết lập hệ thống giám sát sinh trưởng và tích tụ carbon theo các cấp cự ly để cập nhật dữ liệu, điều chỉnh chính sách quản lý phù hợp. Thời gian: liên tục; chủ thể: các viện nghiên cứu, trường đại học và cơ quan quản lý rừng.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục về vai trò của rừng ngập mặn trong bảo vệ môi trường và giảm thiểu biến đổi khí hậu, đặc biệt nhấn mạnh tầm quan trọng của các cấp cự ly rừng. Thời gian: 6-12 tháng; chủ thể: chính quyền địa phương, các tổ chức phi chính phủ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý rừng và cơ quan chức năng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý, bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn hiệu quả, đặc biệt trong việc chi trả dịch vụ môi trường rừng.

  2. Các nhà khoa học và nghiên cứu sinh ngành Lâm nghiệp, Môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình phân tích cấu trúc rừng và tích tụ carbon, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về hệ sinh thái rừng ngập mặn.

  3. Cộng đồng địa phương và các tổ chức phi chính phủ: Hiểu rõ vai trò của rừng ngập mặn trong bảo vệ môi trường và phát triển bền vững, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ và phục hồi rừng.

  4. Nhà hoạch định chính sách về biến đổi khí hậu và phát triển bền vững: Áp dụng dữ liệu về tích tụ carbon để xây dựng các chương trình giảm phát thải khí nhà kính, thúc đẩy các dự án bảo tồn rừng ngập mặn.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng ngập mặn có vai trò gì trong việc tích tụ carbon?
    Rừng ngập mặn có khả năng tích tụ lượng lớn carbon trong sinh khối trên mặt đất và dưới đất, giúp giảm thiểu khí nhà kính. Ví dụ, tại xã Long Vĩnh, lượng carbon tích tụ trung bình đạt khoảng 140 tấn C/ha tùy theo cấp cự ly.

  2. Tại sao nghiên cứu theo cự ly từ bìa rừng lại quan trọng?
    Cự ly từ bìa rừng ảnh hưởng đến điều kiện sinh thái như độ ngập triều, từ đó tác động đến cấu trúc, sinh trưởng và tích tụ carbon của rừng. Nghiên cứu này giúp xác định vùng ưu tiên bảo vệ và phát triển.

  3. Phương pháp nào được sử dụng để ước tính sinh khối và carbon?
    Phương pháp hồi quy phi tuyến tính dựa trên đường kính thân cây (D₁.₃) kết hợp với hệ số chuyển đổi sinh khối sang carbon (khoảng 47%) được áp dụng, đảm bảo độ chính xác cao với R² gần 0,99.

  4. Các loài cây nào chiếm ưu thế trong rừng ngập mặn tại Long Vĩnh?
    Loài Ban chua (Sonneratia caseolaris) chiếm ưu thế nhất, tiếp theo là Mắm (Avicennia sp.) và Đước (Rhizophora apiculata), phù hợp với điều kiện sinh thái ven biển.

  5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào quản lý rừng?
    Kết quả giúp xác định các cấp cự ly có giá trị sinh trưởng và tích tụ carbon cao để ưu tiên bảo vệ, đồng thời xây dựng mô hình chi trả dịch vụ môi trường rừng dựa trên lượng carbon tích tụ, thúc đẩy phát triển bền vững.

Kết luận

  • Xác định rõ 3 cấp cự ly từ bìa rừng ra biển ảnh hưởng đến cấu trúc, sinh trưởng và tích tụ carbon của rừng ngập mặn tại xã Long Vĩnh.
  • Loài Ban chua là loài ưu thế với mật độ và chỉ số IVI% cao nhất ở tất cả các cấp cự ly.
  • Sinh trưởng và trữ lượng carbon giảm dần từ cấp cự ly gần biển (CL1) vào sâu trong đất liền (CL3), với trữ lượng trung bình đạt 366,5 m³/ha ở CL1.
  • Mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa sinh trưởng, sinh khối và tích tụ carbon được xác nhận, góp phần làm rõ vai trò của rừng ngập mặn trong giảm thiểu biến đổi khí hậu.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn dựa trên kết quả nghiên cứu, đồng thời khuyến nghị mở rộng giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng.

Next steps: Triển khai các giải pháp quản lý theo cấp cự ly, xây dựng mô hình chi trả dịch vụ môi trường rừng, tiếp tục nghiên cứu mở rộng và giám sát định kỳ.

Call to action: Các cơ quan quản lý và cộng đồng địa phương cần phối hợp chặt chẽ để bảo vệ và phát triển bền vững rừng ngập mặn, góp phần bảo vệ môi trường và ứng phó biến đổi khí hậu.