I. Tổng quan về xác định lượng CO2 hấp thụ của rừng Tây Nguyên
Chương trình REDD+ (Giảm phát thải từ suy thoái và mất rừng) là sáng kiến toàn cầu nhằm giảm khí nhà kính. Việt Nam tham gia chương trình này từ năm 2008. Tây Nguyên là vùng có diện tích rừng lá rộng thường xanh lớn. Rừng này đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ CO2. Đề tài B2010-15-33TD do PGS. Bảo Huy chủ nhiệm nghiên cứu lượng CO2 hấp thụ. Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu carbon cho các bể chứa. Kết quả phục vụ giám sát phát thải khí nhà kính. Đây là cơ sở khoa học để tham gia REDD+ hiệu quả. Phương pháp đo lường được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế. Nghiên cứu áp dụng tại các khu rừng tự nhiên ở Tây Nguyên.
1.1. Chương trình REDD và mục tiêu giảm phát thải
REDD+ là chương trình quốc tế về giảm phát thải từ suy thoái và mất rừng. Chương trình hướng đến bảo vệ rừng nhiệt đới toàn cầu. Các nước tham gia nhận tài chính khi giảm được phát thải. Việt Nam nằm trong nhóm thí điểm UN-REDD. REDD+ yêu cầu đo lường chính xác carbon rừng. Tây Nguyên là trọng tâm triển khai ở Việt Nam. Chương trình tạo cơ chế khuyến khích bảo tồn rừng.
1.2. Đặc điểm rừng lá rộng thường xanh vùng Tây Nguyên
Rừng lá rộng thường xanh chiếm diện tích lớn ở Tây Nguyên. Rừng phân bố ở các tỉnh Đắk Lắk, Gia Lai, Kon Tum. Địa hình đồi núi tạo điều kiện cho đa dạng sinh học. Khí hậu nhiệt đới gió mùa thuận lợi cho cây phát triển. Rừng có tầng tán phức tạp với nhiều loài cây gỗ lớn. Đây là loại rừng có khả năng hấp thụ carbon cao. Nghiên cứu tập trung vào các lâm phần tự nhiên nguyên sinh.
II. Phân tích các bể chứa carbon trong hệ sinh thái rừng
Hệ thống carbon rừng gồm năm bể chứa chính. Bể thứ nhất là sinh khối trên mặt đất (AGB). Bể thứ hai là sinh khối dưới mặt đất (BGB). Bể thứ ba là gỗ chết (DW). Bể thứ tư là thảm mục (Litter). Bể thứ năm là carbon hữu cơ trong đất (SOC). Mỗi bể có vai trò khác nhau trong chu trình carbon. Phương pháp đo lường từng bể đòi hỏi kỹ thuật riêng. AGB và BGB chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng carbon. Việc xác định đầy đủ năm bể cho kết quả chính xác. Nghiên cứu xây dựng mô hình ước tính cho từng bể chứa.
2.1. Sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất
Sinh khối trên mặt đất (AGB) gồm thân, cành, lá cây. AGB chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng carbon rừng. Đo lường AGB sử dụng phương pháp mẫu cây tiêu chuẩn. Sinh khối dưới mặt đất (BGB) là hệ thống rễ cây. BGB thường được tính bằng hệ số chuyển đổi từ AGB. Hệ số này thay đổi theo loại rừng và loài cây. Rừng nhiệt đới có hệ số rễ phức tạp hơn rừng khác.
2.2. Gỗ chết thảm mục và carbon trong đất
Gỗ chết (DW) gồm cây đứng chết và thân cây ngã. DW giải phóng carbon chậm qua quá trình phân hủy. Thảm mục (Litter) là lớp lá cây rụng trên mặt đất. Thảm mục phân hủy nhanh, cung cấp dinh dưỡng cho đất. Carbon hữu cơ trong đất (SOC) là bể chứa lớn nhất. SOC tích lũy qua hàng nghìn năm phân hủy sinh học. Đo lường SOC đòi hỏi lấy mẫu đất ở nhiều độ sâu khác nhau.
III. Phương pháp nghiên cứu đo lường carbon rừng
Nghiên cứu áp dụng nhiều phương pháp đo lường kết hợp. Phương pháp lâm phần sử dụng ô mẫu tròn phân tầng. Ô mẫu có bán kính 12,62 mét với diện tích 500 mét vuông. Cây gỗ được đo đường kính ngực (DBH) theo cấp kính. Phương pháp allometric equation tính sinh khối từ đường kính. Mô hình được xây dựng từ dữ liệu cây mẫu tiêu chuẩn. Ảnh viễn thám phục vụ giám sát thay đổi diện tích rừng. Hệ thống GIS quản lý dữ liệu không gian rừng. Phương pháp có sự tham gia của cộng đồng (PCM). PCM huy động người dân địa phương tham gia đo lường. Kết hợp công nghệ cao với kiến thức bản địa.
3.1. Xây dựng mô hình allometric equation
Mô hình allometric equation tính sinh khối từ biến số đo được. Biến số chính là đường kính ngực cây (DBH). Một số mô hình bổ sung chiều cao và mật độ gỗ. Cây mẫu được đốn để cân sinh khối thực tế. Dữ liệu mẫu dùng hồi quy xây dựng phương trình. Mô hình được kiểm định bằng hệ số R bình phương. Phương trình áp dụng cho từng loài cây hoặc nhóm loài.
3.2. Ứng dụng viễn thám và GIS trong giám sát
Ảnh viễn thám phân loại các kiểu rừng tự động. Phân loại sử dụng thuật toán supervised và unsupervised. Ảnh đa thời gian giám sát thay đổi diện tích rừng. GIS tích hợp dữ liệu carbon với bản đồ rừng. Hệ thống quản lý dữ liệu không gian hiệu quả. GIS hỗ trợ tính toán diện tích rừng chính xác. Công nghệ viễn thám giảm chi phí giám sát quy mô lớn.
IV. Kết luận và ứng dụng trong chương trình REDD
Nghiên cứu đã xây dựng cơ sở dữ liệu carbon cho rừng Tây Nguyên. Mô hình ước tính sinh khối được kiểm định có độ tin cậy cao. Kết quả cung cấp thông tin đầy đủ về năm bể chứa carbon. Phương pháp đo lường phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế IPCC. Dữ liệu carbon là cơ sở tham gia chương trình REDD+. Nghiên cứu hỗ trợ giám sát phát thải khí nhà kính. Phương pháp có thể áp dụng cho các vùng rừng khác. PCM giảm chi phí và tăng sự tham gia cộng đồng. Kết quả đóng góp vào chiến lược biến đổi khí hậu quốc gia. Cần tiếp tục nghiên cứu mô hình cho các bể chứa carbon khác. Xây dựng hệ thống giám sát carbon rừng dài hạn là cần thiết.
4.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu bổ sung kiến thức về carbon rừng nhiệt đới. Mô hình allometric equation mới cho rừng lá rộng thường xanh. Kết quả áp dụng cho quản lý tài nguyên rừng bền vững. Dữ liệu carbon phục vụ chính sách biến đổi khí hậu. Nghiên cứu đào tạo nguồn nhân lực giám sát carbon. Phương pháp PCM nhân rộng cho cộng đồng địa phương. Đóng góp vào cơ sở dữ liệu carbon quốc gia.
4.2. Khuyến nghị và hướng phát triển
Cần xây dựng mô hình cho bể carbon dưới mặt đất riêng. Nghiên cứu hệ số chuyển đổi cho từng loài cây bản địa. Mở rộng phạm vi nghiên cứu sang các kiểu rừng khác. Đầu tư trang thiết bị viễn thám hiện đại hơn. Đào tạo cán bộ địa phương kỹ thuật đo lường. Xây dựng hệ thống báo cáo carbon định kỳ. Tích hợp dữ liệu vào hệ thống REDD+ quốc gia.
