Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với môi trường và phát triển bền vững, trong đó phát thải khí nhà kính, đặc biệt là CO2, là nguyên nhân chính. Từ cuối thế kỷ 18, lượng CO2 trong khí quyển đã tăng 35,4% do hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch và phá rừng. Việt Nam, với vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên đặc thù, được dự báo là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất bởi biến đổi khí hậu, với khoảng 22 triệu người có nguy cơ mất nơi ở và 45% diện tích đất nông nghiệp ở Đồng bằng sông Mê Kông bị ảnh hưởng bởi mực nước biển dâng. Trong bối cảnh đó, rừng trồng đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và lưu giữ carbon, góp phần giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

Luận văn tập trung nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) tại xã Yên Lãng, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Mục tiêu chính là đánh giá đặc điểm cấu trúc sinh khối và khả năng tích lũy các bon của rừng Keo tai tượng tuổi 7, nhằm làm cơ sở khoa học cho việc xác định phí dịch vụ môi trường rừng và quy hoạch phát triển bền vững loài cây này. Nghiên cứu được thực hiện trên diện tích khoảng 1.000 ha rừng Keo tai tượng tại địa phương, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng với lượng mưa trung bình năm từ 1.700 đến 2.210 mm và nhiệt độ trung bình 22,8°C.

Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần làm rõ vai trò của rừng Keo tai tượng trong chu trình carbon mà còn hỗ trợ phát triển kinh tế lâm nghiệp bền vững, đồng thời cung cấp dữ liệu quan trọng cho các chính sách bảo vệ môi trường và ứng phó biến đổi khí hậu tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về sinh khối và tích lũy carbon trong hệ sinh thái rừng. Lý thuyết về năng suất sinh học của Liebig và Mitscherlich được vận dụng để hiểu mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và sinh trưởng cây rừng. Mô hình sinh khối rừng của Canell (1982) và các phương pháp xác định sinh khối dựa trên mối quan hệ giữa đường kính thân (D1,3), chiều cao cây (Hvn) và mật độ cây được áp dụng để ước tính sinh khối tươi và khô.

Ba khái niệm chính được sử dụng gồm:

  • Sinh khối tươi và khô: Trọng lượng cây sống tính theo tấn/ha, phân chia thành các bộ phận thân, cành, lá và rễ.
  • Khả năng tích lũy carbon: Lượng carbon được lưu giữ trong sinh khối, tính bằng cách nhân sinh khối khô với hệ số 0,495 theo tiêu chuẩn IPCC.
  • Cấp đất: Phân loại dựa trên điều kiện đất đai và môi trường sinh trưởng, ảnh hưởng đến sinh trưởng và tích lũy carbon của rừng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu điều tra thực địa tại 9 ô tiêu chuẩn (OTC) với diện tích mỗi ô 1.000 m², được bố trí ngẫu nhiên trên các cấp đất khác nhau tại xã Yên Lãng. Trong mỗi OTC, 5 ô thứ cấp diện tích 25 m² được sử dụng để khảo sát cây bụi và thảm tươi, cùng với 1 ô dạng bản 1 m² để thu thập thảm mục. Tổng cộng 45 ô thứ cấp và ô dạng bản được khảo sát.

Phương pháp chọn mẫu là phương pháp ngẫu nhiên có hệ thống, đảm bảo đại diện cho các điều kiện sinh trưởng khác nhau. Cỡ mẫu gồm 9 cây tiêu chuẩn được chặt hạ để đo đạc sinh khối tươi và khô, phân tích hàm lượng carbon. Các chỉ tiêu đo gồm đường kính thân tại 1,3 m (D1,3), chiều cao vút ngọn (Hvn), mật độ cây (N), và các đặc điểm sinh trưởng khác.

Phân tích số liệu sử dụng các công thức tính sinh khối tươi, sinh khối khô và lượng carbon tích lũy theo tiêu chuẩn IPCC. Phương pháp hồi quy tuyến tính được áp dụng để xây dựng phương trình tương quan giữa sinh khối, lượng carbon với đường kính thân. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm 2020, tập trung khảo sát thực địa và phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc điểm sinh trưởng và cấu trúc lâm phần:

    • Mật độ cây Keo tai tượng hiện tại dao động từ 750 đến 920 cây/ha, tỷ lệ cây sống trung bình 78,6%.
    • Đường kính bình quân (D1,3) từ 14,68 đến 18,87 cm, chiều cao vút ngọn (Hvn) từ 11,65 đến 13,67 m.
    • Trữ lượng gỗ dao động từ 90,65 đến 146,74 m³/ha tùy cấp đất.

  2. Sinh khối tươi cây cá lẻ:

    • Sinh khối tươi trung bình cây cá lẻ ở cấp đất I là 489,4 kg/cây, cấp đất II là 390,7 kg/cây, cấp đất III là 197,2 kg/cây.
    • Cấu trúc sinh khối tươi tập trung chủ yếu ở thân (53,6% - 59,2%), tiếp theo là rễ (11,6% - 23,1%), cành và lá chiếm tỷ lệ nhỏ hơn.

  3. Sinh khối tươi lâm phần:

    • Tổng sinh khối tươi lâm phần dao động từ 55,39 tấn/ha (cấp đất III) đến 96,78 tấn/ha (cấp đất I).
    • Tầng cây gỗ chiếm 83,32% - 89,38% tổng sinh khối, cây bụi và thảm tươi chiếm 5,14% - 8,54%, thảm mục chiếm 5,49% - 9,14%.

  4. Sinh khối khô và tích lũy carbon:

    • Sinh khối khô cây cá lẻ trung bình ở cấp đất I là 284 kg/cây, cấp đất II là 170,3 kg/cây, cấp đất III là 78,4 kg/cây.
    • Lượng carbon tích lũy trong sinh khối khô được tính bằng hệ số 0,495, cho thấy lượng carbon tích lũy cao nhất ở cấp đất I, giảm dần theo cấp đất.
    • Sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và thảm mục dao động từ 11,55 đến 12,15 tấn/ha, trong đó thảm mục chiếm khoảng 4,9 - 5,15 tấn/ha.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sinh trưởng và tích lũy carbon của rừng Keo tai tượng phụ thuộc rõ rệt vào điều kiện cấp đất và mật độ cây. Cấp đất I với điều kiện đất tốt hơn cho phép cây phát triển mạnh mẽ, sinh khối và lượng carbon tích lũy cao hơn so với cấp đất III. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về sinh khối rừng Keo và các loài cây trồng rừng khác tại Việt Nam và khu vực Đông Nam Á.

So sánh với các nghiên cứu về Keo lá tràm và rừng ngập mặn cho thấy Keo tai tượng có sinh khối tươi và tích lũy carbon tương đối cao, phù hợp với vai trò là loài cây trồng rừng có khả năng hấp thụ carbon hiệu quả. Các biểu đồ sinh khối tươi và khô theo cấp đất minh họa rõ sự phân bố sinh khối giữa các bộ phận cây, cho thấy thân cây là bộ phận tích lũy sinh khối và carbon chủ yếu.

Phương trình tương quan giữa sinh khối và đường kính thân (D1,3) được xây dựng giúp ước tính nhanh lượng carbon tích lũy dựa trên các chỉ tiêu đơn giản, hỗ trợ công tác quản lý và quy hoạch rừng trồng. Kết quả nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc quản lý mật độ và kỹ thuật tỉa thưa để tối ưu hóa năng suất và khả năng tích lũy carbon của rừng Keo tai tượng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý mật độ và kỹ thuật tỉa thưa

    • Thực hiện tỉa thưa định kỳ sau tuổi 3 để giảm cạnh tranh, tăng sinh trưởng cây còn lại, nâng cao sinh khối và tích lũy carbon.
    • Chủ thể thực hiện: Ban quản lý rừng và các hộ dân trồng rừng.
    • Thời gian: Triển khai ngay trong vòng 1-2 năm tới.

  2. Quy hoạch phát triển rừng Keo tai tượng theo cấp đất

    • Ưu tiên trồng rừng trên các cấp đất có điều kiện tốt (cấp đất I và II) để đạt hiệu quả tích lũy carbon cao hơn.
    • Chủ thể thực hiện: Các cơ quan quản lý lâm nghiệp địa phương.
    • Thời gian: Lập kế hoạch quy hoạch trong 3 năm tới.

  3. Xây dựng hệ thống theo dõi và đánh giá sinh trưởng, tích lũy carbon

    • Thiết lập các điểm điều tra thường xuyên để cập nhật dữ liệu sinh khối và carbon, phục vụ quản lý bền vững.
    • Chủ thể thực hiện: Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên phối hợp với chính quyền địa phương.
    • Thời gian: Bắt đầu trong năm nghiên cứu tiếp theo.

  4. Phát triển dịch vụ môi trường rừng và thị trường carbon

    • Khai thác tiềm năng tích lũy carbon của rừng Keo tai tượng để tham gia các cơ chế giảm phát thải như CDM, tạo nguồn thu nhập cho người dân.
    • Chủ thể thực hiện: Các tổ chức chính sách, doanh nghiệp lâm nghiệp và cộng đồng dân cư.
    • Thời gian: Triển khai trong 5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý lâm nghiệp và chính sách môi trường

    • Lợi ích: Cung cấp dữ liệu khoa học để xây dựng chính sách phát triển rừng bền vững và dịch vụ môi trường.
    • Use case: Quy hoạch vùng trồng rừng, đánh giá tiềm năng carbon.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm nghiệp, Môi trường

    • Lợi ích: Tham khảo phương pháp nghiên cứu sinh khối, tích lũy carbon và áp dụng mô hình phân tích.
    • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu, luận văn thạc sĩ, tiến sĩ.

  3. Cộng đồng dân cư và chủ rừng trồng Keo tai tượng

    • Lợi ích: Hiểu rõ về giá trị kinh tế và môi trường của rừng trồng, áp dụng kỹ thuật quản lý hiệu quả.
    • Use case: Tối ưu hóa năng suất rừng, tham gia thị trường carbon.

  4. Doanh nghiệp và tổ chức phát triển dự án giảm phát thải khí nhà kính

    • Lợi ích: Đánh giá tiềm năng tích lũy carbon để phát triển dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch (CDM).
    • Use case: Xây dựng dự án carbon, thương mại hóa dịch vụ môi trường rừng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng Keo tai tượng có khả năng tích lũy carbon như thế nào so với các loài rừng khác?
    Rừng Keo tai tượng có sinh khối tươi trung bình khoảng 55-97 tấn/ha và tích lũy carbon tương ứng, cao hơn Keo lá tràm và tương đương với một số loài rừng trồng phổ biến khác. Điều này cho thấy Keo tai tượng là loài cây có tiềm năng hấp thụ carbon hiệu quả trong điều kiện khí hậu và đất đai Việt Nam.

  2. Phương pháp xác định sinh khối và carbon trong nghiên cứu này là gì?
    Sinh khối được xác định bằng cách chặt hạ cây tiêu chuẩn, phân tích trọng lượng tươi và khô của các bộ phận thân, cành, lá, rễ. Lượng carbon được tính dựa trên hệ số 0,495 nhân với sinh khối khô theo tiêu chuẩn IPCC, đảm bảo độ chính xác và tính thực tiễn cao.

  3. Ảnh hưởng của cấp đất đến khả năng tích lũy carbon của rừng Keo tai tượng ra sao?
    Cấp đất tốt hơn (cấp I) cho phép cây phát triển mạnh, sinh khối và lượng carbon tích lũy cao hơn đáng kể so với cấp đất kém hơn (cấp III). Điều này phản ánh tầm quan trọng của điều kiện môi trường trong quản lý và phát triển rừng trồng.

  4. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý rừng?
    Kết quả cung cấp cơ sở khoa học để điều chỉnh mật độ trồng, kỹ thuật tỉa thưa, lựa chọn vị trí trồng phù hợp, đồng thời xây dựng các phương trình ước tính sinh khối và carbon nhanh chóng dựa trên các chỉ tiêu đơn giản như đường kính thân.

  5. Tiềm năng phát triển thị trường carbon từ rừng Keo tai tượng như thế nào?
    Với khả năng tích lũy carbon cao, rừng Keo tai tượng có thể tham gia vào các cơ chế giảm phát thải khí nhà kính như CDM, tạo nguồn thu nhập từ dịch vụ môi trường rừng. Đây là cơ hội kinh tế quan trọng cho các chủ rừng và địa phương trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Kết luận

  • Rừng trồng Keo tai tượng tại xã Yên Lãng có sinh trưởng tốt với mật độ 750-920 cây/ha, đường kính thân trung bình 14,68-18,87 cm và chiều cao 11,65-13,67 m.
  • Tổng sinh khối tươi lâm phần dao động từ 55,39 đến 96,78 tấn/ha, trong đó tầng cây gỗ chiếm phần lớn.
  • Sinh khối khô và lượng carbon tích lũy giảm dần theo cấp đất, với cấp đất I có sinh khối khô cây cá lẻ trung bình 284 kg/cây.
  • Phương trình tương quan giữa sinh khối, carbon với đường kính thân được xây dựng, hỗ trợ ước tính nhanh lượng carbon tích lũy.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý mật độ, quy hoạch trồng rừng theo cấp đất và phát triển thị trường carbon nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường.

Tiếp theo, cần triển khai các đề xuất quản lý và theo dõi sinh trưởng rừng, đồng thời mở rộng nghiên cứu để đánh giá khả năng tích lũy carbon ở các tuổi rừng khác nhau. Các cơ quan quản lý và cộng đồng chủ rừng được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển rừng Keo tai tượng bền vững, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Hãy hành động ngay hôm nay để bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế lâm nghiệp bền vững!