Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang trở thành thách thức nghiêm trọng đối với sự phát triển bền vững của nhân loại. Nồng độ khí nhà kính, đặc biệt là CO2, đã tăng từ khoảng 250 ppm vào đầu thế kỷ 20 lên tới 385 ppm vào năm 2007, với tốc độ tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm. Nếu không có biện pháp kiểm soát hiệu quả, nhiệt độ trung bình toàn cầu có thể tăng từ 1,8 đến 6,4 độ C vào năm 2100, kéo theo nhiều hệ quả nghiêm trọng như mực nước biển dâng cao, biến đổi lượng mưa và suy giảm đa dạng sinh học. Trong bối cảnh đó, rừng đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và tích lũy carbon, góp phần giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

Tại Việt Nam, huyện Than Uyên, tỉnh Lai Châu có diện tích lâm nghiệp hơn 40.385 ha, trong đó rừng phục hồi sau nương rẫy chiếm tỷ trọng đáng kể. Tuy nhiên, nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy carbon của trạng thái rừng phục hồi IIA tại khu vực này còn hạn chế. Luận văn tập trung nghiên cứu các chỉ tiêu bình quân lâm phần, sinh khối và lượng carbon tích lũy của tầng cây gỗ, cây bụi, thảm tươi trong trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Than Uyên, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng và thương mại hóa giá trị hấp thụ carbon.

Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ tháng 7/2020 đến tháng 8/2021 tại ba xã Mường Than, Phúc Than và Tà Hừa, huyện Than Uyên. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần làm rõ vai trò của rừng phục hồi trong chu trình carbon mà còn hỗ trợ xây dựng chính sách bảo vệ và phát triển rừng bền vững, đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế xanh 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 sinh khối rừng và tích lũy carbon trong hệ sinh thái rừng. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết sinh khối rừng: Sinh khối là chỉ tiêu quan trọng phản ánh năng suất và khả năng tích lũy vật chất hữu cơ của rừng. Sinh khối được xác định qua các bộ phận cây như thân, cành, lá và rễ, từ đó ước tính lượng carbon tích lũy trong hệ sinh thái. Các phương pháp xác định sinh khối bao gồm đo đạc trực tiếp, xây dựng mô hình toán học dựa trên các chỉ tiêu như đường kính thân cây, chiều cao cây.

  2. Mô hình tích lũy carbon và hấp thụ CO2: Carbon trong rừng tập trung chủ yếu ở sinh khối trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Lượng carbon tích lũy được tính dựa trên sinh khối khô và hệ số chuyển đổi carbon (0,46 theo IPCC). Mô hình này giúp dự báo lượng CO2 hấp thụ tương đương, phục vụ cho việc đánh giá giá trị môi trường và thương mại carbon.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: trạng thái rừng phục hồi IIA, sinh khối khô, chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Weaver, công thức tổ thành loài, và các phương pháp đo đạc sinh khối như phương pháp RaCSA.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ hiện trường tại 3 xã Mường Than, Phúc Than và Tà Hừa, huyện Than Uyên, tỉnh Lai Châu. Tổng cộng 9 ô tiêu chuẩn (OTC) được lập, mỗi ô diện tích 2.500 m², với 5 ô thứ cấp diện tích 25 m² trong mỗi OTC để đo đạc chi tiết các thành phần sinh khối.

  • Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn ngẫu nhiên các ô tiêu chuẩn tại các vị trí địa hình chân đồi, sườn đồi và đỉnh đồi nhằm đảm bảo tính đại diện cho trạng thái rừng phục hồi IIA. Mẫu cây có đường kính ≥ 5 cm được đo đạc đầy đủ các chỉ tiêu như đường kính thân, chiều cao, đường kính tán.

  • Phương pháp phân tích: Sinh khối cây được tính toán theo công thức Y = 0,118D^2,53 (Brown et al., 1989), sinh khối rễ được ước tính theo tỷ lệ sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất (4:1). Sinh khối khô xác định bằng phương pháp sấy mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ 90-105°C. Lượng carbon tích lũy được tính bằng cách nhân sinh khối khô với hệ số 0,46. Phân tích ảnh hưởng của địa hình đến lượng carbon sử dụng phần mềm SPSS với phương pháp Independent samples T Test. Lượng CO2 hấp thụ tương đương được tính theo công thức CO2 = C*(44/12).

  • Timeline nghiên cứu: Tiến hành từ tháng 7/2020 đến tháng 8/2021, bao gồm giai đoạn chuẩn bị, thu thập dữ liệu hiện trường, xử lý mẫu, phân tích số liệu và hoàn thiện báo cáo.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ: Mật độ cây gỗ trong trạng thái rừng phục hồi IIA dao động từ 288 đến 324 cây/ha, với số loài từ 20 đến 23 loài. Số loài tham gia công thức tổ thành từ 6 đến 11 loài, chủ yếu là các loài cây ưa sáng, mọc nhanh như Kẹn, Lim xẹt, Thành ngạnh, Chẹo tía. Không có nhóm loài ưu thế chiếm trên 50% tổng số cá thể, cho thấy cấu trúc rừng còn đơn giản và chưa ổn định.

  2. Sinh khối và lượng carbon tích lũy: Sinh khối khô tầng cây gỗ trung bình đạt khoảng 79 tấn/ha, trong đó tầng cây gỗ chiếm tỷ trọng lớn nhất. Lượng carbon tích lũy trong tầng cây gỗ dao động tương ứng, với hàm lượng carbon chiếm khoảng 46-51% sinh khối khô. Tầng cây bụi và thảm tươi cũng đóng góp lượng carbon đáng kể, chiếm khoảng 15-20% tổng lượng carbon tích lũy.

  3. Ảnh hưởng của địa hình: Phân tích cho thấy vị trí địa hình (chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi) ảnh hưởng rõ rệt đến mật độ cây và lượng carbon tích lũy. Mật độ cây và lượng carbon tại vị trí chân đồi cao hơn khoảng 10-15% so với vị trí sườn và đỉnh đồi, do điều kiện đất đai và độ ẩm thuận lợi hơn.

  4. Khả năng hấp thụ CO2: Lượng CO2 hấp thụ tương đương của trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Than Uyên ước tính đạt khoảng 115-130 tấn CO2/ha, tương đương với các nghiên cứu về rừng phục hồi ở các vùng miền núi phía Bắc Việt Nam. Đây là mức hấp thụ có ý nghĩa trong việc giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Than Uyên có cấu trúc tổ thành đơn giản, chủ yếu là các loài cây ưa sáng, phù hợp với giai đoạn phục hồi sinh thái sau khai thác và canh tác nương rẫy. Mật độ cây gỗ trung bình khoảng 316 cây/ha tương đối đồng đều giữa các vị trí địa hình, phản ánh sự phân bố ổn định của rừng phục hồi.

Sinh khối và lượng carbon tích lũy đạt mức cao, phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế về rừng phục hồi và rừng trồng. Việc xác định hàm lượng carbon trong sinh khối khô theo hệ số 0,46 được IPCC công nhận giúp đảm bảo tính chính xác và so sánh được với các nghiên cứu khác. Phân tích ảnh hưởng của địa hình cho thấy điều kiện lập địa là yếu tố quan trọng tác động đến khả năng tích lũy carbon, tương tự như các nghiên cứu tại các vùng núi khác.

Kết quả này có thể được trình bày qua biểu đồ cột so sánh mật độ cây và lượng carbon tích lũy theo vị trí địa hình, cũng như bảng tổng hợp công thức tổ thành loài và tỷ lệ tham gia của từng loài. So sánh với các nghiên cứu về rừng trồng như Keo, Thông tại miền Bắc Việt Nam, rừng phục hồi IIA có khả năng hấp thụ CO2 tương đương, chứng tỏ tiềm năng lớn trong việc bảo tồn và phát triển rừng phục hồi nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường khoanh nuôi, bảo vệ rừng phục hồi IIA: Thực hiện các biện pháp khoanh nuôi, bảo vệ nghiêm ngặt tại các khu vực rừng phục hồi, đặc biệt ở vị trí chân đồi có mật độ cây và tích lũy carbon cao. Mục tiêu tăng mật độ cây gỗ lên trên 350 cây/ha trong vòng 5 năm, do các cơ quan quản lý rừng và chính quyền địa phương thực hiện.

  2. Phát triển mô hình chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES): Xây dựng và triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trường dựa trên lượng carbon tích lũy thực tế của rừng phục hồi IIA, nhằm khuyến khích cộng đồng dân cư tham gia bảo vệ rừng. Mục tiêu hoàn thiện cơ chế trong 2 năm tới, phối hợp giữa Sở Nông nghiệp và UBND huyện.

  3. Nâng cao năng lực nghiên cứu và giám sát: Đào tạo cán bộ kỹ thuật và cộng đồng địa phương về phương pháp đo đạc sinh khối, tính toán lượng carbon và quản lý rừng bền vững. Thực hiện các đợt giám sát định kỳ hàng năm để cập nhật dữ liệu và điều chỉnh chính sách phù hợp.

  4. Khuyến khích phát triển kinh tế rừng bền vững: Hỗ trợ phát triển các mô hình kinh tế rừng kết hợp bảo tồn đa dạng sinh học và tích lũy carbon như trồng xen canh cây gỗ quý, cây ăn quả dưới tán rừng phục hồi. Mục tiêu tăng thu nhập cho người dân lên 20% trong 3 năm, do các tổ chức phát triển nông lâm nghiệp và chính quyền địa phương phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý và hoạch định chính sách lâm nghiệp: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng và phát triển thị trường carbon tại Việt Nam, đặc biệt cho các khu vực miền núi có rừng phục hồi.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành Lâm nghiệp, Môi trường: Tài liệu tham khảo chi tiết về phương pháp đo đạc sinh khối, tính toán lượng carbon và phân tích ảnh hưởng của địa hình đến tích lũy carbon trong rừng phục hồi.

  3. Cộng đồng dân cư và các tổ chức bảo vệ rừng: Hiểu rõ vai trò của rừng phục hồi trong hấp thụ CO2 và giá trị kinh tế từ dịch vụ môi trường, từ đó nâng cao nhận thức và tham gia bảo vệ, phát triển rừng bền vững.

  4. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực phát triển sạch (CDM) và thị trường carbon: Cung cấp dữ liệu thực tiễn về khả năng tích lũy carbon của rừng phục hồi, hỗ trợ đánh giá tiềm năng đầu tư và phát triển các dự án giảm phát thải khí nhà kính.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng phục hồi trạng thái IIA là gì?
    Rừng phục hồi trạng thái IIA là rừng tự nhiên đang trong giai đoạn phục hồi sau khai thác hoặc canh tác, có cấu trúc tổ thành đơn giản với các loài cây ưa sáng, mật độ cây gỗ khoảng 300 cây/ha. Đây là giai đoạn quan trọng để rừng phát triển ổn định và tích lũy carbon.

  2. Phương pháp xác định sinh khối và lượng carbon trong rừng như thế nào?
    Sinh khối được tính dựa trên đo đạc đường kính thân cây, chiều cao và áp dụng công thức toán học. Lượng carbon tích lũy được tính bằng cách nhân sinh khối khô với hệ số 0,46 theo hướng dẫn của IPCC, đảm bảo tính chính xác và so sánh quốc tế.

  3. Địa hình ảnh hưởng thế nào đến khả năng tích lũy carbon của rừng?
    Địa hình ảnh hưởng đến điều kiện đất đai, độ ẩm và ánh sáng, từ đó tác động đến mật độ cây và sinh trưởng. Vị trí chân đồi thường có điều kiện thuận lợi hơn, dẫn đến mật độ cây và lượng carbon tích lũy cao hơn so với sườn và đỉnh đồi.

  4. Lượng CO2 hấp thụ của rừng phục hồi IIA tại huyện Than Uyên là bao nhiêu?
    Ước tính lượng CO2 hấp thụ tương đương đạt khoảng 115-130 tấn CO2/ha, mức này tương đương với các nghiên cứu về rừng phục hồi và rừng trồng ở miền núi phía Bắc Việt Nam, góp phần quan trọng trong giảm phát thải khí nhà kính.

  5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn bảo vệ rừng?
    Kết quả nghiên cứu giúp xây dựng chính sách chi trả dịch vụ môi trường dựa trên lượng carbon tích lũy, đồng thời hướng dẫn các biện pháp khoanh nuôi, bảo vệ rừng và phát triển kinh tế rừng bền vững, tạo động lực cho cộng đồng tham gia bảo vệ rừng.

Kết luận

  • Trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Than Uyên có mật độ cây gỗ trung bình khoảng 316 cây/ha với 20-23 loài tham gia công thức tổ thành, chủ yếu là các loài ưa sáng, mọc nhanh.
  • Sinh khối khô tầng cây gỗ đạt khoảng 79 tấn/ha, lượng carbon tích lũy chiếm khoảng 46-51% sinh khối khô, đóng góp quan trọng vào khả năng hấp thụ CO2 của rừng.
  • Địa hình ảnh hưởng rõ rệt đến mật độ cây và lượng carbon tích lũy, với vị trí chân đồi có hiệu quả tích lũy cao hơn sườn và đỉnh đồi.
  • Lượng CO2 hấp thụ tương đương của rừng phục hồi IIA ước tính đạt 115-130 tấn CO2/ha, có ý nghĩa trong giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng và phát triển thị trường carbon, đồng thời đề xuất các giải pháp bảo vệ và phát triển rừng bền vững tại địa phương.

Tiếp theo, cần triển khai các giải pháp khoanh nuôi bảo vệ rừng, hoàn thiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường và nâng cao năng lực nghiên cứu, giám sát để phát huy tối đa tiềm năng hấp thụ carbon của rừng phục hồi IIA. Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng dân cư được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế xanh và bảo vệ môi trường bền vững.