Tổng quan nghiên cứu

Hệ sinh thái rừng khộp là kiểu rừng thưa lá rộng rụng lá mùa khô đặc thù của Việt Nam, chiếm diện tích khoảng 375.317 ha, tương đương 1,14% tổng diện tích rừng cả nước vào năm 2009. Phân bố tập trung chủ yếu tại vùng Tây Nguyên với diện tích tự nhiên toàn vùng đạt 54.474 km2, rừng khộp đóng vai trò xung yếu trong việc điều tiết nguồn nước ngầm, chống thoái hóa đất và bảo vệ đa dạng sinh học độc đáo. Tuy nhiên, tài nguyên rừng Tây Nguyên đã ghi nhận sự suy giảm mạnh từ 3,504 triệu ha năm 1990 xuống còn khoảng 2,000 triệu ha năm 2010. Áp lực mất rừng kết hợp với tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu toàn cầu đang đẩy hệ sinh thái này vào tình trạng dễ bị tổn thương nghiêm trọng.

Nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề đánh giá định lượng tác động của biến đổi khí hậu đối với sự thay đổi ranh giới phân bố sinh thái, khả năng tích lũy sinh khối, trữ lượng carbon trên mặt đất và nguy cơ cháy rừng khộp tại Tây Nguyên. Mục tiêu cụ thể gồm: mô phỏng sự biến đổi diện tích vùng phân bố thích hợp theo kịch bản phát thải trung bình B2; xác định sinh khối tươi, sinh khối khô và trữ lượng carbon tại lâm phần mẫu đại diện; dự báo quy luật biến động của các ngày có nguy cơ cháy rừng cao đến các mốc năm 2020, 2050 và 2100 so với năm cơ sở 2000.

Phạm vi không gian của luận văn bao quát toàn bộ vùng sinh thái Tây Nguyên, trọng điểm thu thập số liệu thực địa tại Vườn Quốc gia Yok Don thuộc tỉnh Đắk Lắk. Về mặt khoa học và thực tiễn, luận văn cung cấp hệ thống luận cứ vững chắc giúp các nhà quản lý lâm nghiệp xây dựng chiến lược thích ứng, bảo tồn nguồn gen thực vật họ Dầu và lồng ghép kế hoạch hành động giảm nhẹ phát thải khí nhà kính tại khu vực miền Trung và Tây Nguyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết biên độ sinh thái quần xã thực vật kết hợp với khung đánh giá tính dễ bị tổn thương sinh thái do Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) ban hành. Biên độ sinh thái của rừng khộp được xác lập dựa trên 6 chỉ tiêu khí hậu nhiệt ẩm giới hạn: lượng mưa bình quân năm dao động từ 1.200 mm đến 1.800 mm, mùa khô kéo dài từ 4 đến 6 tháng, nhiệt độ tối cao tháng nóng nhất từ 29°C đến 34°C, nhiệt độ tối thấp tháng lạnh nhất từ 15°C đến 20°C, và nhiệt độ trung bình năm trong khoảng 21°C đến 27°C.

Các khái niệm chính được làm rõ bao gồm: sinh khối tươi và sinh khối khô của các tầng cấu trúc rừng (tầng cây cao, cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng); trữ lượng carbon tích lũy quy đổi theo hệ số quốc tế chuẩn hóa bằng 0,5 của sinh khối khô; chỉ số khô hạn nhiệt ẩm và cấp dự báo nguy cơ cháy rừng theo 5 cấp độ tiêu chuẩn lâm nghiệp.

Phương pháp nghiên cứu

Để bảo đảm độ tin cậy khoa học, nghiên cứu sử dụng hệ thống mẫu điều tra thực địa phân tầng ngẫu nhiên tại Vườn Quốc gia Yok Don. Quy mô lấy mẫu bao gồm 09 ô tiêu chuẩn sơ cấp có diện tích 2.500 m2 (kích thước 50 m x 50 m). Trên mỗi ô sơ cấp bố trí 5 ô thứ cấp diện tích 100 m2 (10 m x 10 m) để đo đếm toàn bộ đường kính ngang ngực từ 5 cm trở lên và chiều cao vút ngọn của tầng cây gỗ. Đồng thời, thiết lập 45 ô dạng bản diện tích 25 m2 (5 m x 5 m) để thu mẫu cây bụi thảm tươi và 45 ô mẫu nhỏ diện tích 1 m2 (1 m x 1 m) để thu thập vật rơi rụng.

Phương pháp chặt hạ 27 cây tiêu chuẩn đại diện cho các cấp đường kính và loài ưu thế được áp dụng để xác định chính xác sinh khối tươi từng bộ phận (thân, cành, lá, vỏ, rễ). Các mẫu thành phần có khối lượng 0,5 kg được đưa về phòng thí nghiệm sấy khô ở nhiệt độ 105°C trong 72 giờ liên tục đến khi đạt khối lượng không đổi. Để phân tích không gian, phần mềm Chương trình Bản đồ Khí hậu Việt Nam (VCMP) tích hợp lưới nội suy 2,5 x 2,5 phút (tương đương 4,5 km x 4,5 km) kết hợp hệ thống MapInfo được chọn nhằm mô phỏng chính xác sự dịch chuyển ranh giới rừng. Công cụ hồi quy phi tuyến trên phần mềm SPSS 16.0 được lựa chọn để thiết lập phương trình tương quan giữa các yếu tố khí tượng và số ngày có nguy cơ cháy rừng cao nhờ khả năng kiểm soát sai số tiêu chuẩn chặt chẽ với mức ý nghĩa thống kê dưới 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, diện tích vùng phân bố thích hợp của rừng khộp tại Tây Nguyên có xu hướng suy giảm rõ rệt theo kịch bản biến đổi khí hậu B2. Từ quy mô thích hợp tối ưu 286.100 ha ở thời điểm nền, diện tích giảm xuống 161.600 ha vào năm 2020 (mức giảm 43,50%), co hẹp mạnh còn 42.900 ha vào năm 2050 (mức giảm 85,02%) và có nguy cơ hoàn toàn không còn điều kiện sinh thái thích hợp tại Tây Nguyên vào năm 2100 (mức giảm 100%). Ngược lại, khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ (Bình Định, Phú Yên, Ninh Thuận, Bình Thuận) duy trì ổn định diện tích phân bố thích hợp ở mức 260.700 ha.

Thứ hai, tại khu vực khảo sát Yok Don ghi nhận 16 loài cây gỗ chủ yếu, thuộc các họ Dầu và họ phụ trợ. Đường kính trung bình lâm phần dao động từ 13,29 cm đến 17,35 cm, chiều cao trung bình đạt từ 9,20 m đến 12,06 m. Sinh khối tươi tầng cây cao dao động từ 128,52 tấn/ha đến 148,22 tấn/ha. Tầng cây cao chiếm tỷ trọng vượt trội trong tổng sinh khối và trữ lượng carbon toàn lâm phần, trong khi cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng chiếm tỷ lệ nhỏ hơn nhưng đóng vai trò quyết định đối với vật liệu cháy mặt đất.

Thứ ba, sự gia tăng nhiệt độ trung bình năm thêm 0,4°C vào năm 2020, 1,2°C vào năm 2050 và 2,2°C vào năm 2100 làm gia tăng đáng kể số ngày có nguy cơ cháy rừng cao. Số ngày có nguy cơ cháy cấp IV (nguy hiểm) và cấp V (cực kỳ nguy hiểm) tăng dần qua các thập kỷ, khiến mùa cháy rừng tại các tiểu vùng khô hạn Tây Nguyên kéo dài hơn từ 15 đến 30 ngày mỗi năm.

Thảo luận kết quả

Diễn biến suy giảm không gian của rừng khộp được thể hiện trực quan qua chuỗi bản đồ phân bố biến đổi khí hậu 4 thời kỳ và biểu đồ cột so sánh diện tích qua các mốc thời gian 2000, 2020, 2050, 2100. Đồ thị hàm hồi quy phi tuyến phản ánh mối tương quan thuận giữa nhiệt độ tối cao tháng nóng nhất, chỉ số khô hạn với tần suất xuất hiện các đợt cháy rừng nghiêm trọng.

Nguyên nhân chính dẫn đến sự thu hẹp vùng phân bố tại Tây Nguyên là do nhiệt độ trung bình tăng vượt ngưỡng chịu hạn của nhiều loài cây họ Dầu bản địa, kết hợp với chế độ mưa phân bố ngày càng bất thường. So sánh với các nghiên cứu sinh thái rừng rụng lá khô nhiệt đới tại Mexico và Philippines sử dụng hệ thống Holdridge, quy luật dịch chuyển vùng sống của thực vật lên vĩ độ cao hơn hoặc sang các đới khí hậu ven biển có lượng ẩm điều hòa là hoàn toàn tương đồng. Sự suy giảm diện tích rừng khộp tại Tây Nguyên dẫn đến suy giảm tổng trữ lượng lưu giữ carbon trên cạn, làm giảm khả năng đóng góp của rừng tự nhiên vào mục tiêu giảm nhẹ phát thải khí nhà kính quốc gia.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cấp hệ thống cảnh báo sớm và phòng cháy chữa cháy rừng tự động: Ứng dụng công nghệ ảnh viễn thám và dữ liệu khí tượng số hóa nhằm theo dõi độ ẩm thực bì và chỉ số khô hạn theo thời gian thực. Mục tiêu giảm thiểu 35% diện tích rừng bị cháy hàng năm, triển khai ngay trong giai đoạn 2024-2026 do Chi cục Kiểm lâm các tỉnh Tây Nguyên chủ trì thực hiện.

Thứ hai, thiết lập mạng lưới hành lang bảo tồn sinh thái và khu bảo vệ nghiêm ngặt: Tập trung khoanh nuôi bảo vệ 42.900 ha rừng khộp còn điều kiện sinh thái tối ưu tại Đắk Lắk và Gia Lai đến năm 2050, kết hợp lưu trữ nguồn gen ngoại vi tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ. Mục tiêu bảo tồn 100% các loài cây họ Dầu bản địa quý hiếm, thực hiện liên tục từ năm 2024 đến năm 2030 dưới sự chỉ đạo của Cục Lâm nghiệp và các Vườn Quốc gia.

Thứ ba, điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp thích ứng với biến đổi khí hậu: Rà soát, hạn chế việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất rừng nghèo kiệt sang trồng cây công nghiệp đơn loài tại các vùng nhạy cảm sinh thái. Chỉ tiêu giảm thiểu 20% các tác động xâm lấn đất rừng tự nhiên, hoàn thành cập nhật chính sách trước năm 2027 do Ủy ban nhân dân các tỉnh Tây Nguyên ban hành.

Thứ tư, mở rộng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng gắn với hấp thụ carbon: Triển khai các dự án tín chỉ carbon theo tiêu chuẩn quốc tế cho hệ sinh thái rừng khộp nhằm tạo nguồn tài chính bền vững cho cộng đồng địa phương. Mục tiêu gia tăng thu nhập cho khoảng 50.000 hộ dân nhận khoán bảo vệ rừng thêm 15% đến 25% mỗi năm, thực hiện xuyên suốt giai đoạn 2025-2030 do Quỹ Bảo vệ và Phát triển rừng điều phối.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách lâm nghiệp: Cán bộ thuộc Cục Lâm nghiệp, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Kiểm lâm 5 tỉnh Tây Nguyên có thể sử dụng số liệu dự báo ranh giới phân bố và cấp nguy cơ cháy để xây dựng phương án phòng chống cháy rừng trung hạn và dài hạn.

Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Lâm học, Môi trường, Sinh thái học: Luận văn cung cấp khung phương pháp luận chuẩn mực về điều tra sinh khối phá hủy kết hợp mô phỏng khí hậu bằng phần mềm chuyên dụng, phục vụ làm tài liệu giảng dạy và mở rộng các đề tài nghiên cứu về chu trình carbon rừng.

Ban quản lý Vườn Quốc gia và các Khu bảo tồn thiên nhiên: Lực lượng quản lý tại Yok Don, Chư Mom Ray có thể khai thác bộ dữ liệu 16 loài cây ưu thế và cấu trúc sinh khối lâm phần để thiết kế các giải pháp lâm sinh phục hồi rừng và làm giàu rừng phù hợp với diễn thế tự nhiên.

Tổ chức phi chính phủ và các đơn vị phát triển dự án carbon rừng: Các chuyên gia phát triển dự án REDD+ có thể trích xuất các hệ số sinh khối khô tầng cây cao, cây bụi và vật rơi rụng để tính toán đường phát thải cơ sở và định lượng mức độ hấp thụ carbon của rừng tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

Rừng khộp Tây Nguyên có những đặc điểm sinh thái nào đặc thù? Rừng khộp là kiểu rừng thưa cây họ Dầu rụng lá vào mùa khô kéo dài từ 4 đến 6 tháng, cấu trúc tán đơn tầng có chiều cao trung bình từ 9 m đến 12 m, thích nghi cao với đất xám bạc màu, đất feralit mỏng và điều kiện nhiệt độ ấm nóng quanh năm từ 21°C đến 27°C.

Vì sao biến đổi khí hậu làm thu hẹp mạnh diện tích rừng khộp tại Tây Nguyên? Nhiệt độ tăng cao vượt ngưỡng 34°C trong tháng nóng nhất cùng với lượng mưa biến động làm mất cân bằng ẩm, khiến biên độ sinh thái tại Tây Nguyên không còn phù hợp với chu kỳ tái sinh hạt của các loài cây họ Dầu, đẩy ranh giới thích hợp dịch chuyển dần về phía vùng duyên hải.

Phương pháp nào được dùng để xác định sinh khối và trữ lượng carbon trong nghiên cứu? Nghiên cứu áp dụng phương pháp chặt hạ 27 cây mẫu tiêu chuẩn trên 09 ô sơ cấp, tách riêng các bộ phận thân, cành, lá, rễ, kết hợp sấy khô mẫu ở 105°C trong 72 giờ và nhân với hệ số chuyển đổi carbon 0,5 theo chuẩn IPCC.

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng thế nào đến nguy cơ cháy rừng khộp? Nhiệt độ tăng và thời gian mùa khô kéo dài làm tăng mạnh số ngày khô hạn có chỉ số nguy cơ cháy cấp IV và cấp V, làm vật rơi rụng trên mặt đất khô kiệt nhanh chóng, gia tăng tần suất bùng phát và tốc độ lan tràn của các vụ cháy rừng.

Khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ có vai trò gì đối với tương lai của rừng khộp? Các tỉnh Bình Định, Phú Yên, Ninh Thuận, Bình Thuận duy trì ổn định 260.700 ha diện tích có khí hậu phù hợp đến năm 2100, đóng vai trò là sinh cảnh trú ẩn sinh thái quan trọng giúp bảo tồn và duy trì sự tồn tại của hệ sinh thái rừng khộp tại Việt Nam.

Kết luận

  • Rừng khộp Tây Nguyên là hệ sinh thái vô cùng nhạy cảm trước tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu và áp lực suy giảm sinh cảnh tự nhiên.
  • Mô phỏng kịch bản B2 cho thấy diện tích thích hợp của rừng khộp tại Tây Nguyên giảm từ 286.100 ha xuống 161.600 ha năm 2020, 42.900 ha năm 2050 và có nguy cơ suy giảm 100% vào năm 2100.
  • Khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ duy trì ổn định 260.700 ha sinh cảnh phù hợp, trở thành vùng đệm quan trọng cho công tác bảo tồn chuyển vị trí sinh thái.
  • Tầng cây cao đóng vai trò chủ đạo trong việc duy trì cấu trúc sinh khối tươi từ 128,52 tấn/ha đến 148,22 tấn/ha và quyết định tổng trữ lượng tích lũy carbon trên mặt đất.
  • Mùa cháy rừng và số ngày có nguy cơ cháy rừng cấp nguy hiểm gia tăng đáng kể, đòi hỏi hệ thống giám sát nhiệt ẩm tự động theo thời gian thực.

Đóng góp cốt lõi của công trình là xây dựng hệ phương pháp tích hợp giữa điều tra sinh khối thực nghiệm và ứng dụng mô hình bản đồ khí hậu VCMP, lượng hóa chính xác các tác động của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái rừng khộp. Kế hoạch tiếp theo cần tập trung số hóa dữ liệu giám sát tài nguyên rừng giai đoạn 2024-2026 và thiết lập hệ thống quan trắc carbon dài hạn giai đoạn 2026-2030. Các cơ quan quản lý, viện nghiên cứu và cộng đồng địa phương cần phối hợp chặt chẽ để triển khai các biện pháp lâm sinh thích ứng kịp thời nhằm bảo tồn bền vững di sản sinh thái rừng khộp tại Việt Nam.