Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Ngoài nước Các nghiên cứu trên thế giớivề giá trị môi trường của rừng chủ yếu tập trung vào giá trị bảo vệ đất, điều hòa và bảo vệ nguồn nước, giảm nguy cơ của các thảm họa tự nhiên, giá trị bảo vệ môi trường không khí. Theo Hamilton và King (1983), việc mất đi lớp rừng che phủ có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng nếu diễn ra việc khai thác gỗ bừa bãi hoặc sử dụng đất không hợp lý. Hai chức năng quan trọng của rừng trong việc duy trì khả năng phòng hộ của các vùng đầu nguồn sẽ bị ảnh hưởng đó là: Thứ nhất, rừng hạn chế xói mòn đất và bồi lắng.
Thứ hai, rừng điều tiết dòng chảy hạn chế lũ lụt, cung cấp nguồn nước[30]. Ngược lại những suy luận của chúng ta, những nghiên cứu của Mingteh Chang chỉ ra rằng: Cường độ tỉa thưa rừng và sự phân bố các cây tỉa thưa có ảnh hưởng đến sản lượng nước trong lưu vực. Nếu áp dụng phương thức chặt trắng trên toàn bộ lưu vực thì sản lượng nước tăng lên lớn nhất. Trong khi đó phương thức chặt tỉa thưa làm cho sản lượng nước tăng lên ít nhất.
Ví dụ ở rừng thực nghiệm Orego, rừng chặt trắng hoàn toàn, năm đầu tiên, trữ lượng nước tăng lên khoảng 462mm (39%), 427mm ở Coweeta, phía Bắc Carolina và chỉ 15mm (8%) ở Wagon Wheet Gap ở Colorado. Tuy nhiên mức tăng tối đa chỉ có thể từ 470 – 600mm/năm được ghi nhận ở năm quan sát thứ 2 đến thứ 5 ở Oregon. Đây là con số lớn nhất từ trước tới nay ở Mỹ[29]. Ngoài ra những nghiên cứu của các tác giảnày cũng chỉ ra rằng: Sản lượng nước tăng lên trong suốt quá trình chặt rừng trong khoảng từ 10% - 65%, ngoài ra quá trình này còn gây ra các hiệu ứng ngược như làm mất chất dinh dưỡng, xói mòn đất, ảnh hưởng đến chất lượng nước và giá trị thẩm mỹ của môi trường cảnh quan.
Sản lượng nước tăng lên ít hơn khi chặt tỉa thưa một phần so với trường hợp chặt trắng. Như vậy có thể thấy, trong những nghiên cứu này chỉ ra khi diện tích rừng giảm, thì sản lượng nước sản sinh ra ở vùng đầu nguồn lại tăng lên và ngược lại, 4 hoạt động trồng rừng làm giảm đi lượng nước trong lưu vực. Vì vậy những điều chúng ta vẫn suy luận có thể cần được xem xét đặc biệt đối với rừng trồng ở Việt Nam, nơi có chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa tập trung vào một số tháng trong năm. Việc tàn phá rừng đầu nguồn đã góp phần làm tăng các thảm họa tự nhiên gây ra ảnh hưởng lớn đến đời sống và sản xuất.
Chúng ta phải trả giá đắt cho việc làm suy giảm các vùng đầu nguồn do phá rừng và sử dụng đất không hợp lý. Ngày nay, 1/5 dân số trên thế giới bị thiếu nước sạch để uống và một nửa dân số thế giới thiếu nước cho các nhu cầu vệ sinh (RUPES, 2004). Lượng hóa giá trị phòng hộ của rừng đã được nhiều công trình nghiên cứu đề cập tới, trong đó giá trị của rừng trong hạn chế xói mòn là rất đáng kể. Xói mòn đất ở nơi phá rừng làm rẫy cao gấp 10 lần ở những khu vực có rừng tự nhiên.
Song song với quá trình xói mòn là sự tích tụ chất lắng đọng tại các vùng trũng gây ra thiệt hại cho các công trình thủy lợi, các hồ nhân tạo. Các nhà khoa học như (Cruz etal, 1988), (Mahmood, 1987) đã có những công trình nghiên cứu ước tính giá trị khi rừng được bảo vệ, lợi ích về chống xói mòn, rửa trôi, kiểm soát dòng chảy, giá trị bảo vệ các hồ nhân tạo và giảm các chất bồi lắng[28]. Xói mòn đất và nước trực tiếp ảnh hưởng đến sản lượng cây trồng. Căn cứ số liệu điều tra, bề dày lớp đất bị xói mòn 1mm sẽ làm giảm khoảng 10kg ngũ cốc/ha, xói mòn đất và nước ở Mỹ đã gây thiệt hại 800 triệu đôla/năm do giảm sản lượng cây trồng, ở Canada, các vùng núi đá vôi phía Nam đã mất nước nghiêm trọng, tốc độ sinh trưởng của cây rừng chỉ bằng 1/10 - 1/20 so với ở vùng không bị xói mòn [6].
Các nhà khoa học Trung Quốc cho rằng giá trị của rừng trong phòng hộ đầu nguồn là rất lớn. Hàng năm giá trị của rừng trong bảo vệ cố định đất là 11,5 tỷ NDT (khoảng 1,4 tỷ USD); bảo vệ độ phì đất là 226,6 tỷ NDT (khoảng 28 tỷ USD); phòng chống lũ lụt là 78,5 tỷ NDT (khoảng 9,8 tỷ USD) và tăng cường nguồn nước 93,6 tỷ NDT (11,6 tỷ USD) [17]. Một số tác giả nghiên cứu trên thế giới chỉ ra rằng, không phải cây nào có vòm tán to, chiều cao lớn đều bảo vệ được đất tốt nhất. Mà nguy cơ xói mòn đất có 5 thể tăng lên do giọt mưa sau khi ngưng đọng trên lá sẽ có kích thước lớn hơn, vì vậy sức công phá của giọt mưa sẽ lớn hơn sức công phá của hạt mưa nơi đất trống [9].
Trong những trường hợp như thế này, chúng ta thấy rõ hơn vai trò bảo vệ đất của lớp cây bụi, thảm tươi và lớp vật rơi rụng. Từ những nghiên cứu này, gợi mở cho chúng ta những câu hỏi: Kinh doanh rừng trồng, chiều cao bao nhiêu để đảm bảo hiệu quả kinh tế, mà không có tác động xấu đến môi trường và thời điểm nào nên khai thác là hợp lý cả về mặt kinh tế và môi trường. Chúng ta nên duy trì độ che phủ của lớp thảm tươi cây bụi bao nhiêu phần trăm để chúng không cạnh tranh dinh dưỡng với cây mục đích mà vẫn bảo vệ đất, bảo vệ nguồn nước một cách hiệu quả. Ngoài ảnh hưởng đến số lượng, rừng còn có vai trò làm thay đổi một số tính chất thể hiện chất lượng nước của lưu vực.
Nghiên cứu của Tamm, 1953, Zonn, 1964 và Gubareva, 1970 thì nước mưa đi qua tán rừng không chỉ bị biến đổi về mặt số lượng mà còn bị biến đổi về mặt chất lượng, khi rơi xuống mặt đất, nước mưa đã đi qua tán rừng, rửa và cuốn trôi các hợp chất hữu cơ hòa tan từ bề mặt lá, vỏ và thân cây xuống đất. Chính các quá trình này làm thay đổi chất lượng nước mưa [18]. Theo nghiên cứu khác của Fedchenco, 1963, Protopopop, 1975, nước mưa dưới tán rừng còn có các chất như N, P, K, Ca, Mg và trong nước mưa trước khi đi qua tán rừng còn có thể tìm thấy các chất như Al, Mn, Fe, Na, Cr, Sn, Ti, Si, Zn với hàm lượng rất nhỏ. Cũng theo những nghiên cứu này, nước mưa khi chảy dọc thân cây thường bị chua đi nhiều hơn, do bị ôxy hóa nhiều hơn so với lượng nước chảy qua tán rừng, đặc biệt với những cây già cỗi.
Ngoài ra nói đến rừng chúng ta phải kể đến vai trò điều hòa không khí. Bê lốp (1976, 1980) thì hàng năm để hình thành một tấn chất khô trong quá trình quang hợp rừng sẽ hấp thụ 1,7 – 1,9 tấn CO2 và giải phóng vào khí quyển 1,4 – 1,5 tấn O2. Trên cơ sở nghiên cứu tác động của rừng đến môi trường, Wilson, 1992 thì có quan điểm rõ ràng hơn về vai trò của rừng với đa dạng sinh học. Theo quan điểm của ông thì rừng được coi là sinh cảnh cực kỳ quan trọng xét về mặt đa dạng sinh học mà chúng sở hữu.
Mất rừng đặc biệt là rừng nhiệt đới – môi trường sống quan 6 trọng của đa dạng sinh học, đồng nghĩa với việc mất đi tính đa dạng sinh học của nhân loại. Viện nghiên cứu quốc tế về môi trường và phát triển Anh (IIED, 2002): Công bố kết quả nghiên cứu thị trường về dịch vụ môi trường rừng trên qui mô toàn cầu và cơ cấu giá trị của các loại dịch vụ này được đánh giá như sau: - Hấp thụ CO2: 27% - Bảo tồn đa dạng sinh học: 25% - Bảo vệ đầu nguồn: 21% - Giá trị cảnh quan: 17% - Các giá trị khác: 10% [11] Các nhà khoa học Trung Quốc đã lượng hóa giá trị đa dạng sinh học của rừng Trung Quốc. Theo đó, giá trị đa dạng sinh học của rừng nhiệt đới là cao nhất, thấp nhất là rừng ở khu cao nguyên Thanh Tạng, giá trị đa dạng sinh học của rừng ở Trung Quốc bình quân cho mỗi ha mỗi năm là 58474 NDT (khoảng 7039 USD)[17]. Nhật Bản có 25,21 triệu ha rừng chiếm 66,7% diện tích rừng tự nhiên; rừng trồng chiếm 41%, sản lượng gỗ khai thác hàng năm khoảng 24,4 triệu m3có trị giá 5,6 tỷ USD.
Các giá trị khác được xác định như sau: i) Bảo vệ nguồn nước: 34,1 tỷ USD; ii) Bảo vệ đất (duy trì độ phì nhiêu): 63,8 tỷ USD, iii) Chống xói mòn: 1,4 tỷ USD; iv) Dịch vụ sức khỏe cộng đồng:61,4 tỷ USD; v) Bảo vệ động vật hoang dã: 5,5 tỷ USD; vi) Cung cấp oxy: 147,4 tỷ USD. Theo các số liệu trên, giá trị lâm sản là gỗ chỉ bằng 1,79% các giá trị dịch vụ khác[11]. Nhìn chung, những nghiên cứu về giá trị môi trường của rừng đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm thực hiện. Tuy nhiên, những nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào các đối tượng rừng tự nhiên.
Các giải pháp để nâng cao hiệu quả môi trường của rừng đặc biệt là rừng trồng chưa được đề cập đến. Trong nước Hiện nay, các nước đang có xu thế phát triển rừng trồng theo phương pháp “tối đa hóa lợi ích kinh tế” vì vậy các loài cây có chu kỳ kinh doanh ngắn, sinh 7 trưởng nhanh thường được ưu tiên lựa chọn hàng đầu và thông thường được trồng thuần loài, đều tuổi. Điều đó đã dẫn tới hàng loạt các hiệu ứng do trồng rừng và hoạt động kinh doanh rừng trồng gây nên. Theo kết quả tổng kết về rừng trồng của Phân viện điều tra quy hoạch rừng Đông Bắc bộ, 2003 thì rừng trồng thuần loài đều tuổi có nhiều nhược điểm hơn so với rừng trồng hỗn loài, vì vậy khuyến cáo ở đây là nên trồng rừng hỗn loài, thay cho rừng trồng thuần loài đều tuổi.
Ngô Quang Đê trồng rừng thuần loài bằng cây nuôi cấy mô, giâm hom không những giảm tính đa dạng sinh học mà còn giảm cả đa dạng di truyền.