Tổng quan nghiên cứu

Rừng ngập mặn ven biển đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và lưu trữ cacbon, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và ứng phó biến đổi khí hậu. Theo báo cáo của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), nồng độ CO2 trung bình toàn cầu đã tăng lên 403,3 ppm năm 2016, cao hơn mức 400 ppm năm 2015, cho thấy sự gia tăng đáng kể khí nhà kính trong khí quyển. Rừng ngập mặn không chỉ có khả năng tích lũy cacbon trong sinh khối cây mà còn trong đất, với tốc độ đồng hóa và lưu chuyển cacbon cao hơn nhiều so với các hệ sinh thái khác.

Tuy nhiên, diện tích rừng ngập mặn đã giảm từ 30-50% trong nửa thế kỷ qua do các hoạt động phát triển vùng duyên hải, nuôi trồng thủy sản và khai thác quá mức. Điều này làm suy giảm khả năng hấp thụ CO2 tự nhiên, đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc bảo vệ và phục hồi rừng ngập mặn. Chính phủ Việt Nam đã ban hành nhiều chính sách, trong đó có Quyết định số 799/QĐ-TTg năm 2012 về giảm phát thải khí nhà kính thông qua quản lý bền vững tài nguyên rừng và bảo tồn trữ lượng cacbon.

Luận văn tập trung nghiên cứu định lượng lượng cacbon tích lũy trong rừng ngập mặn ven biển xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh, một hệ sinh thái điển hình của khu vực phía Bắc Việt Nam. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ tháng 11/2017 đến tháng 8/2018 nhằm xác định lượng cacbon trong sinh khối cây và đất rừng, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn tại địa phương. Kết quả nghiên cứu cung cấp số liệu khoa học làm cơ sở cho các chương trình giảm phát thải khí nhà kính và chính sách bảo vệ môi trường, góp phần ứng phó biến đổi khí hậu hiệu quả.

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 về chu trình cacbon trong hệ sinh thái rừng ngập mặn, bao gồm:

  • Lý thuyết tích lũy cacbon trong sinh khối rừng: Sinh khối cây bao gồm phần trên mặt đất (thân, cành, lá) và dưới mặt đất (rễ), là bể chứa cacbon quan trọng. Các công trình nghiên cứu quốc tế chỉ ra sinh khối rừng ngập mặn có thể tích lũy từ 47,9 đến hơn 100 tấn/ha tùy theo tuổi và loại cây.

  • Mô hình tính sinh khối theo đường kính thân cây: Áp dụng các công thức tính sinh khối của Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) cho các loài trang (Kandelia obovata) và bần chua (Sonneratia caseolaris), cùng với công thức của Komiyama và cộng sự (2008) cho các loài khác như vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza), đâng (Rhizophora stylosa), sú (Aegiceras corniculatum), mắm (Avicennia marina).

  • Khái niệm bể chứa cacbon: Bao gồm cacbon trong sinh khối trên mặt đất, dưới mặt đất và trong đất rừng. Việc đánh giá tổng lượng cacbon tích lũy trong các bể này giúp xác định khả năng hấp thụ CO2 của rừng.

  • Phương pháp chuyển đổi sinh khối sang lượng cacbon: Sử dụng hệ số chuyển đổi 0,4955 cho trang, 0,4953 cho bần chua và 0,47 cho các loài khác theo hướng dẫn của IPCC (2006).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực địa tại rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh. Dữ liệu bao gồm đo đạc chiều cao, đường kính thân cây, mật độ cây, lấy mẫu đất ở các độ sâu từ 0 đến 100 cm.

  • Phương pháp chọn mẫu: Thiết lập 3 tuyến nghiên cứu từ đất liền ra biển, mỗi tuyến bố trí 3 ô tiêu chuẩn diện tích 100 m² (10m × 10m). Tổng cộng 9 ô tiêu chuẩn được khảo sát.

  • Phương pháp phân tích: Tính sinh khối cây dựa trên công thức phù hợp với từng loài, xác định hàm lượng cacbon trong sinh khối và đất bằng phương pháp hóa học (phương pháp Chiurin). Tính toán lượng cacbon tích lũy trong sinh khối và đất, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon theo hướng dẫn IPCC (2006).

  • Timeline nghiên cứu: Khảo sát thực địa và thu thập dữ liệu tháng 12/2017; lấy mẫu đất và quan trắc 2 đợt vào tháng 12/2017 và tháng 5/2018; xử lý và phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội; tổng hợp và báo cáo kết quả đến tháng 8/2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thành phần và mật độ cây rừng ngập mặn: Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) là loài chiếm ưu thế với mật độ trung bình 5033 cây/ha, tiếp theo là sú (Aegiceras corniculatum) 2089 cây/ha, trang (Kandelia obovata) 1922 cây/ha, đâng (Rhizophora stylosa) 733 cây/ha và mắm (Avicennia marina) 22 cây/ha. Mật độ cây cao nhất tại tuyến 2 với 13.300 cây/ha, tuyến 1 là 9.867 cây/ha và tuyến 3 thấp nhất 6.233 cây/ha.

  2. Chiều cao và đường kính thân cây: Vẹt dù có chiều cao trung bình 5,83 m, đường kính thân trung bình 16,56 cm; sú cao trung bình 4,28 m, đường kính 5,65 cm; trang cao 7,11 m, đường kính 9 cm. Kích thước cây phản ánh sự phát triển ổn định và khả năng tích lũy sinh khối.

  3. Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối cây: Tổng lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất của rừng ngập mặn xã Hải Lạng đạt khoảng 60-80 tấn/ha, tương đương với các nghiên cứu trong khu vực đồng bằng Bắc Bộ. Lượng cacbon tích lũy tăng theo tuổi rừng và mật độ cây.

  4. Lượng cacbon tích lũy trong đất rừng: Hàm lượng cacbon trong đất rừng ngập mặn giảm dần theo độ sâu, tập trung chủ yếu ở tầng đất 0-40 cm với giá trị từ 18,68 tấn/ha đến 10,35 tấn/ha. Tổng lượng cacbon tích lũy trong đất có thể đạt trên 100 tấn/ha, đóng góp lớn vào khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy rừng ngập mặn xã Hải Lạng có khả năng tích lũy cacbon cao, phù hợp với các nghiên cứu trước đây tại miền Bắc và miền Nam Việt Nam cũng như các khu vực Đông Nam Á. Mật độ và thành phần loài cây ảnh hưởng trực tiếp đến sinh khối và lượng cacbon tích lũy, trong đó vẹt dù là loài chiếm ưu thế nhờ khả năng sinh trưởng nhanh và bộ rễ phát triển.

Lượng cacbon trong đất rừng ngập mặn cao hơn nhiều so với các loại rừng nội địa do điều kiện kỵ khí và sự tích tụ vật chất hữu cơ trong trầm tích. Sự giảm dần hàm lượng cacbon theo độ sâu đất phản ánh quá trình phân hủy và chuyển hóa cacbon trong đất. Các biểu đồ sinh khối tổng và lượng cacbon tích lũy theo độ sâu đất có thể minh họa rõ nét xu hướng này.

So với các nghiên cứu quốc tế, lượng cacbon tích lũy trong rừng ngập mặn Hải Lạng tương đương hoặc cao hơn một số khu vực, khẳng định vai trò quan trọng của hệ sinh thái này trong việc giảm phát thải khí nhà kính. Kết quả cũng cho thấy sự ổn định sinh trưởng qua hai lần khảo sát, chứng tỏ rừng ngập mặn tại đây đang phát triển bền vững.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường bảo vệ và phục hồi rừng ngập mặn: Thực hiện các biện pháp bảo vệ diện tích rừng hiện có, đồng thời phục hồi các khu vực bị suy thoái nhằm tăng mật độ cây và sinh khối, nâng cao khả năng tích lũy cacbon. Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương, các tổ chức bảo vệ môi trường. Thời gian: 3-5 năm.

  2. Phát triển mô hình trồng rừng hỗn giao: Khuyến khích trồng hỗn giao các loài cây ngập mặn ưu thế như vẹt dù, trang, bần chua để tăng đa dạng sinh học và hiệu quả tích lũy cacbon. Chủ thể: các hộ dân, hợp tác xã nông nghiệp. Thời gian: 2-4 năm.

  3. Xây dựng hệ thống giám sát định kỳ lượng cacbon: Thiết lập mạng lưới quan trắc sinh khối và hàm lượng cacbon trong đất để theo dõi biến động và đánh giá hiệu quả các biện pháp quản lý. Chủ thể: các viện nghiên cứu, trường đại học. Thời gian: liên tục hàng năm.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình giáo dục, tập huấn về vai trò của rừng ngập mặn trong giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường, khuyến khích người dân tham gia bảo vệ rừng. Chủ thể: chính quyền địa phương, các tổ chức phi chính phủ. Thời gian: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý và hoạch định chính sách môi trường: Sử dụng số liệu và kết quả nghiên cứu để xây dựng các chính sách bảo vệ rừng ngập mặn, phát triển bền vững và tham gia các chương trình giảm phát thải khí nhà kính quốc gia.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành khoa học môi trường, lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình tính sinh khối và đánh giá lượng cacbon tích lũy trong rừng ngập mặn, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

  3. Cộng đồng dân cư và các tổ chức bảo vệ môi trường địa phương: Nắm bắt vai trò của rừng ngập mặn trong bảo vệ môi trường và ứng phó biến đổi khí hậu, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ và phục hồi rừng.

  4. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản: Áp dụng các giải pháp phát triển rừng ngập mặn bền vững kết hợp với nuôi trồng thủy sản, nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng ngập mặn có vai trò gì trong việc giảm phát thải khí nhà kính?
    Rừng ngập mặn tích lũy lượng lớn cacbon trong sinh khối cây và đất, giúp hấp thụ CO2 từ khí quyển. Ví dụ, rừng ngập mặn xã Hải Lạng có thể tích lũy khoảng 60-80 tấn cacbon/ha trong sinh khối và hơn 100 tấn/ha trong đất, góp phần giảm hiệu ứng nhà kính.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để tính lượng cacbon trong rừng ngập mặn?
    Nghiên cứu sử dụng công thức tính sinh khối dựa trên đường kính thân cây, kết hợp với hệ số chuyển đổi sinh khối sang cacbon theo IPCC (2006). Hàm lượng cacbon trong đất được xác định bằng phương pháp hóa học Chiurin.

  3. Tại sao hàm lượng cacbon trong đất giảm dần theo độ sâu?
    Do quá trình phân hủy hữu cơ và điều kiện kỵ khí trong đất rừng ngập mặn, hàm lượng cacbon tập trung nhiều ở tầng đất mặt (0-40 cm) và giảm dần khi xuống sâu hơn, phản ánh chu trình cacbon trong đất.

  4. Mật độ cây ảnh hưởng thế nào đến khả năng tích lũy cacbon?
    Mật độ cây cao giúp tăng sinh khối tổng thể của rừng, từ đó tăng lượng cacbon tích lũy. Tại Hải Lạng, tuyến có mật độ cây cao nhất (13.300 cây/ha) cũng có lượng cacbon tích lũy lớn hơn các tuyến khác.

  5. Làm thế nào để bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn hiệu quả?
    Cần kết hợp bảo vệ diện tích rừng hiện có, phục hồi rừng suy thoái, phát triển mô hình trồng rừng hỗn giao, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng và xây dựng hệ thống giám sát định kỳ lượng cacbon.

Kết luận

  • Rừng ngập mặn xã Hải Lạng có khả năng tích lũy lượng cacbon lớn trong sinh khối cây và đất, đóng góp quan trọng vào giảm phát thải khí nhà kính.
  • Mật độ và thành phần loài cây ảnh hưởng trực tiếp đến sinh khối và lượng cacbon tích lũy, với vẹt dù là loài chiếm ưu thế.
  • Hàm lượng cacbon trong đất tập trung chủ yếu ở tầng đất mặt và giảm dần theo độ sâu, phản ánh chu trình cacbon trong hệ sinh thái.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho các chính sách bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn tại địa phương và khu vực.
  • Đề xuất các giải pháp bảo vệ, phục hồi rừng, phát triển mô hình trồng rừng hỗn giao, xây dựng hệ thống giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm tăng cường khả năng tạo bể chứa cacbon.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan quản lý và cộng đồng địa phương áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn, đồng thời mở rộng nghiên cứu để cập nhật dữ liệu và đánh giá hiệu quả lâu dài.