Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu ngày càng nghiêm trọng, việc giảm thiểu lượng khí CO2 phát thải là một trong những nhiệm vụ cấp bách của nhân loại. Rừng trồng đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và tích lũy các bon, góp phần giảm hiệu ứng nhà kính. Thành phố Thái Nguyên, với tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp khoảng 2.226 ha, trong đó rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) chiếm phần lớn, là vùng nghiên cứu điển hình để đánh giá khả năng tích lũy các bon của rừng trồng. Tổng diện tích rừng Keo tai tượng tại đây đạt khoảng 1.669 ha, phân bố đa dạng theo các xã với tuổi rừng từ 3 đến 7 năm.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác định hiện trạng rừng trồng Keo tai tượng, đánh giá sinh khối và lượng các bon tích lũy trên mặt đất, đồng thời lượng hóa năng lực hấp thụ CO2 của rừng trồng này trên địa bàn thành phố Thái Nguyên. Nghiên cứu tập trung trong phạm vi các lâm phần rừng Keo tai tượng từ tuổi 3 đến tuổi 7, với dữ liệu thu thập năm 2020. Kết quả nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung dữ liệu về sinh khối và tích lũy các bon của rừng trồng tại Việt Nam mà còn có giá trị thực tiễn trong hoạch định chính sách quản lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng, góp phần phát triển bền vững kinh tế - xã hội địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh khối rừng, tích lũy các bon và hấp thụ CO2 trong hệ sinh thái rừng. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết sinh khối và năng suất rừng: Sinh khối rừng được định nghĩa là tổng khối lượng vật chất hữu cơ trong cây, bao gồm thân, cành, lá và rễ. Năng suất rừng phản ánh khả năng sinh trưởng và tích lũy sinh khối theo thời gian. Các mô hình dự báo sinh khối dựa trên các nhân tố điều tra như đường kính thân (D1.3), chiều cao cây (H), mật độ cây và tuổi rừng.

  2. Lý thuyết tích lũy các bon và hấp thụ CO2: Lượng các bon tích lũy trong rừng được tính dựa trên sinh khối khô và hệ số chuyển đổi từ sinh khối sang các bon (c = 0.5). Lượng CO2 tương đương được quy đổi từ lượng các bon tích lũy theo hệ số 3,67. Mô hình này giúp lượng hóa khả năng hấp thụ khí nhà kính của rừng trồng.

Các khái niệm chính bao gồm: sinh khối trên mặt đất, sinh khối tầng cây gỗ, sinh khối tầng cây bụi thảm tươi, sinh khối tầng thảm mục, lượng các bon tích lũy, và năng lực hấp thụ CO2.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ 40 ô tiêu chuẩn (OTC) phân bố đều trên các xã có rừng trồng Keo tai tượng, đại diện cho các tuổi rừng từ 3 đến 7 năm. Mỗi ô tiêu chuẩn có diện tích 500 m², trong đó các ô dạng bản 1 m² được sử dụng để đo đếm sinh khối tầng cây bụi và thảm mục. Dữ liệu bao gồm đo đếm đường kính thân (D1.3), chiều cao cây, mật độ cây, trọng lượng sinh khối tươi và khô của các tầng thực vật.

Phương pháp phân tích sử dụng các công thức tính sinh khối cây cá thể dựa trên mối quan hệ với đường kính thân, tổng hợp sinh khối lâm phần, tính lượng các bon tích lũy theo hệ số chuyển đổi, và quy đổi sang lượng CO2 tương đương. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn kết hợp với phân tích mẫu thực địa và xử lý số liệu thống kê nhằm đảm bảo độ chính xác và đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu.

Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm 2020, với các giai đoạn khảo sát hiện trạng, thu thập số liệu thực địa, phân tích mẫu và xử lý dữ liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng rừng trồng Keo tai tượng: Tổng diện tích rừng Keo tai tượng tại thành phố Thái Nguyên là 1.669,05 ha, trong đó rừng 3 tuổi chiếm 25,17%, 4 tuổi chiếm 26,02%, 5 tuổi chiếm 23,5%, 6 tuổi chiếm 16,24% và 7 tuổi chiếm 9,08%. Các xã có diện tích rừng lớn nhất là Phúc Xuân (28,73%) và Tân Cương (25,40%).

  2. Đặc điểm lâm phần: Mật độ cây trung bình giảm theo tuổi rừng, từ khoảng 2.048 cây/ha ở tuổi 3 xuống còn 1.264 cây/ha ở tuổi 7. Đường kính thân trung bình tăng từ 6,09 cm (tuổi 3) lên 10,44 cm (tuổi 7). Chiều cao cây trung bình dao động từ 7,01 m đến 10,79 m. Trữ lượng gỗ bình quân tăng từ 24,04 m³/ha (tuổi 3) lên 62,22 m³/ha (tuổi 7).

  3. Sinh khối lâm phần: Tổng sinh khối khô trung bình của rừng Keo tai tượng tăng theo tuổi, từ 24,62 tấn/ha (tuổi 3) lên khoảng 37,24 tấn/ha (tuổi 5). Sinh khối tầng cây gỗ chiếm phần lớn, dao động từ 15,81 tấn/ha đến 27,96 tấn/ha ở các tuổi tương ứng. Sinh khối thảm tươi và thảm mục dao động từ 3,33 đến 6,57 tấn/ha.

  4. Lượng các bon tích lũy và năng lực hấp thụ CO2: Lượng các bon tích lũy trên mặt đất được tính dựa trên sinh khối khô với hệ số chuyển đổi 0,5. Lượng CO2 tương đương được quy đổi theo hệ số 3,67. Kết quả cho thấy rừng Keo tai tượng có khả năng tích lũy các bon và hấp thụ CO2 đáng kể, tăng theo tuổi rừng và mật độ sinh trưởng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu trước đây về sinh khối và tích lũy các bon của rừng trồng Keo tai tượng tại các vùng Đông Nam Á và Việt Nam. Mật độ cây giảm theo tuổi rừng là hiện tượng phổ biến do quá trình tự nhiên và quản lý rừng. Sự gia tăng đường kính và chiều cao cây phản ánh sinh trưởng tốt của Keo tai tượng trên điều kiện đất đai và khí hậu của thành phố Thái Nguyên.

Sinh khối tầng cây gỗ chiếm tỷ lệ lớn trong tổng sinh khối, cho thấy vai trò chủ đạo của cây gỗ trong tích lũy các bon. Sinh khối thảm tươi và thảm mục tuy nhỏ hơn nhưng cũng đóng góp quan trọng vào tổng lượng các bon tích lũy. Việc sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn kết hợp với các công thức tương quan giúp ước lượng chính xác sinh khối và các bon tích lũy.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng sinh khối theo tuổi rừng, bảng phân bố mật độ và trữ lượng gỗ theo xã, cũng như biểu đồ tỷ lệ các thành phần sinh khối trong lâm phần. Những kết quả này cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho việc phát triển các dự án trồng rừng nhằm giảm thiểu khí nhà kính và phát triển kinh tế bền vững tại địa phương.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường trồng rừng Keo tai tượng có quản lý bền vững: Khuyến khích các hộ gia đình và tổ chức trồng rừng Keo tai tượng với mật độ và kỹ thuật phù hợp nhằm tối ưu hóa sinh trưởng và tích lũy các bon. Mục tiêu tăng diện tích rừng trồng thêm khoảng 10-15% trong 5 năm tới do UBND thành phố phối hợp với các đơn vị lâm nghiệp.

  2. Xây dựng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng: Áp dụng chính sách hỗ trợ tài chính cho người dân và doanh nghiệp tham gia bảo vệ và phát triển rừng trồng Keo tai tượng, dựa trên lượng các bon tích lũy và năng lực hấp thụ CO2. Thời gian triển khai trong vòng 3 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường chủ trì.

  3. Nâng cao năng lực quản lý và giám sát rừng trồng: Sử dụng công nghệ viễn thám và GIS để theo dõi hiện trạng rừng, đánh giá sinh khối và các bon tích lũy định kỳ hàng năm. Mục tiêu nâng cao độ chính xác và hiệu quả quản lý trong 2 năm tới, do Hạt Kiểm lâm TP. Thái Nguyên thực hiện.

  4. Tuyên truyền và đào tạo kỹ thuật trồng rừng bền vững: Tổ chức các khóa tập huấn cho người dân về kỹ thuật trồng, chăm sóc và khai thác rừng Keo tai tượng nhằm nâng cao năng suất và giá trị môi trường. Thời gian thực hiện liên tục hàng năm, do Trung tâm Khuyến nông và các tổ chức phi chính phủ phối hợp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách lâm nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các chính sách phát triển rừng bền vững, cơ chế chi trả dịch vụ môi trường và các dự án giảm phát thải khí nhà kính.

  2. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo về lâm nghiệp, môi trường: Áp dụng phương pháp và dữ liệu nghiên cứu làm tài liệu tham khảo cho các đề tài, luận văn và chương trình đào tạo liên quan đến sinh khối rừng và tích lũy các bon.

  3. Người dân và doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực trồng rừng và chế biến gỗ: Nắm bắt thông tin về sinh trưởng, tích lũy các bon và giá trị kinh tế của rừng Keo tai tượng để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và dự án phát triển bền vững: Tham khảo để thiết kế các chương trình hỗ trợ cộng đồng, phát triển rừng trồng và giảm thiểu biến đổi khí hậu tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng trồng Keo tai tượng có khả năng hấp thụ CO2 như thế nào?
    Rừng Keo tai tượng trên địa bàn Thái Nguyên có khả năng hấp thụ CO2 tăng theo tuổi rừng, với lượng các bon tích lũy trung bình từ khoảng 12 tấn C/ha ở tuổi 3 lên đến hơn 30 tấn C/ha ở tuổi 7, tương đương lượng CO2 hấp thụ tăng từ khoảng 44 tấn đến hơn 110 tấn CO2/ha.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để tính sinh khối và các bon tích lũy?
    Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn kết hợp với các công thức tương quan sinh khối dựa trên đường kính thân và chiều cao cây, sau đó áp dụng hệ số chuyển đổi từ sinh khối khô sang lượng các bon (c = 0.5) và quy đổi sang CO2 tương đương theo hệ số 3,67.

  3. Tại sao mật độ cây giảm theo tuổi rừng?
    Mật độ cây giảm do quá trình tự nhiên như cạnh tranh sinh trưởng, chết cây và quản lý rừng như tỉa thưa nhằm tăng chất lượng gỗ và sinh trưởng cây còn lại, giúp rừng phát triển bền vững hơn.

  4. Lượng sinh khối thảm tươi và thảm mục đóng góp như thế nào vào tổng sinh khối?
    Sinh khối thảm tươi và thảm mục chiếm khoảng 15-25% tổng sinh khối trên mặt đất, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và tích lũy các bon trong hệ sinh thái rừng.

  5. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các vùng khác không?
    Mặc dù kết quả nghiên cứu có tính đại diện cho điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của thành phố Thái Nguyên, các phương pháp và mô hình có thể được điều chỉnh và áp dụng cho các vùng có điều kiện tương tự nhằm đánh giá khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Keo tai tượng.

Kết luận

  • Rừng trồng Keo tai tượng tại thành phố Thái Nguyên có tổng diện tích khoảng 1.669 ha, phân bố đa dạng theo tuổi rừng từ 3 đến 7 năm.
  • Mật độ cây giảm từ 2.048 cây/ha (tuổi 3) xuống còn 1.264 cây/ha (tuổi 7), trong khi đường kính thân và chiều cao cây tăng rõ rệt, phản ánh sinh trưởng tốt.
  • Tổng sinh khối khô trên mặt đất tăng từ 24,62 tấn/ha (tuổi 3) lên khoảng 37,24 tấn/ha (tuổi 5), với sinh khối tầng cây gỗ chiếm phần lớn.
  • Lượng các bon tích lũy và năng lực hấp thụ CO2 của rừng Keo tai tượng tăng theo tuổi rừng, góp phần quan trọng vào giảm phát thải khí nhà kính.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển chính sách quản lý, bảo vệ và phát triển rừng bền vững tại địa phương, đồng thời đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường.

Khuyến khích các cơ quan chức năng và cộng đồng địa phương áp dụng kết quả nghiên cứu để mở rộng diện tích rừng trồng, xây dựng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường và nâng cao năng lực quản lý rừng. Đẩy mạnh các chương trình đào tạo kỹ thuật trồng rừng bền vững nhằm phát huy tối đa tiềm năng hấp thụ CO2 của rừng Keo tai tượng.