Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng (Dendrocalamus barbatus) Tại Thanh Hóa

• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm Thanh Hóa
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng Tại Thanh Hóa
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thanh Hóa

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Nghiên cứu về sinh khối
• 1.2. Nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ LỊCH SỬ RỪNG TRỒNG
• 3.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.1.1. Vị trí địa bàn
• 3.1.2. Khí hậu, thủy văn
• 3.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng
• 3.1.4. Giao thông, thủy lợi
• 3.2. Điều kiện kinh tế xã hội
• 3.2.1. Điều kiện dân sinh kinh tế
• 3.2.2. Tình hình sản xuất kinh doanh
• 3.2.3. Những thuận lợi và khó khăn
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ
• 5.1. Khuyến nghị
• PHỤ BIỆU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH

I. Khám phá tiềm năng tích lũy carbon của rừng luồng Thanh Hóa

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu, việc gia tăng nồng độ CO2 trong khí quyển đã trở thành mối quan tâm hàng đầu. Rừng, với vai trò là lá phổi xanh của hành tinh, đóng góp một phần quan trọng trong việc điều tiết khí hậu, đặc biệt là thông qua khả năng hấp thụ và lưu trữ carbon. Đề tài Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng Tại Thanh Hóa ra đời nhằm định lượng hóa giá trị môi trường này, một nội dung nghiên cứu quan trọng phục vụ cho việc xây dựng cơ chế chi trả các dịch vụ hệ sinh thái rừng. Rừng luồng (tên khoa học Dendrocalamus membranaceus) không chỉ là nguồn tài nguyên kinh tế quan trọng của người dân Thanh Hóa mà còn là một bể chứa carbon tự nhiên vô cùng hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định trữ lượng carbon rừng luồng, một cơ sở khoa học vững chắc để đánh giá tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính. Thông qua việc phân tích sinh khối rừng luồng, từ sinh khối trên mặt đất (AGB) đến sinh khối dưới mặt đất (BGB) và cả mật độ carbon trong đất rừng, nghiên cứu cung cấp một bức tranh toàn cảnh về vai trò của hệ sinh thái rừng luồng Thanh Hóa. Các kết quả không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn mở ra cơ hội phát triển kinh tế bền vững thông qua thị trường tín chỉ carbon từ rừng, góp phần nâng cao đời sống người dân và thúc đẩy quản lý rừng bền vững.

1.1. Tầm quan trọng của hệ sinh thái rừng luồng Thanh Hóa

Thanh Hóa là tỉnh có diện tích rừng luồng lớn nhất cả nước, đóng vai trò then chốt trong đời sống kinh tế - xã hội của người dân địa phương. Cây luồng không chỉ cung cấp nguyên liệu cho xây dựng, sản xuất đồ gia dụng, và đặc biệt là ngành công nghiệp giấy, mà còn tạo ra một hệ sinh thái rừng luồng Thanh Hóa đặc thù. Hệ sinh thái này cung cấp nhiều dịch vụ hệ sinh thái rừng quý giá như điều hòa nguồn nước, chống xói mòn đất, và bảo tồn đa dạng sinh học. Tuy nhiên, giá trị lớn nhất nhưng thường bị bỏ qua chính là khả năng hấp thụ CO2 của cây luồng. Việc lượng hóa giá trị này là bước đi cần thiết để khẳng định vai trò của rừng luồng trong chiến lược ứng phó với biến đổi khí hậu quốc gia, đồng thời tạo cơ sở cho các chính sách hỗ trợ người trồng rừng.

1.2. Rừng luồng như một bể chứa carbon tự nhiên hiệu quả

Thông qua quá trình quang hợp, cây luồng hấp thụ CO2 từ khí quyển và chuyển hóa thành carbon, tích lũy trong các bộ phận của cây (thân, cành, lá, rễ) và trong đất. Điều này biến các khu rừng luồng thành một bể chứa carbon khổng lồ. So với nhiều loài cây thân gỗ khác, luồng có tốc độ sinh trưởng nhanh, vòng đời khai thác ngắn, cho phép tích lũy sinh khối rừng luồng với tốc độ cao. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc quản lý và khai thác hợp lý không làm giảm đi khả năng lưu trữ carbon mà còn thúc đẩy quá trình tái tạo sinh khối mới. Việc xác định chính xác Dendrocalamus membranaceus carbon stock (trữ lượng carbon của cây luồng) là tiền đề để khai thác tiềm năng thương mại hóa giá trị môi trường này.

II. Thách thức trong định giá carbon của rừng luồng Việt Nam

Mặc dù tiềm năng là rất lớn, việc Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng Tại Thanh Hóa phải đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là trong công tác đo lường và định giá. Một trong những khó khăn lớn nhất là sự thiếu hụt các nghiên cứu hệ thống và dữ liệu đáng tin cậy về sinh khối rừng luồng ở Việt Nam. Các phương pháp nghiên cứu trước đây thường tản mạn, chưa đồng bộ, làm hạn chế tính chính xác của kết quả. Việc xây dựng một phương pháp đánh giá sinh khối chuẩn hóa, đặc biệt là các mô hình allometric cho cây luồng, là yêu cầu cấp thiết. Thách thức thứ hai đến từ việc chuyển đổi giá trị môi trường thành giá trị kinh tế. Quá trình định giá carbon rừng và tham gia vào thị trường tín chỉ carbon từ rừng đòi hỏi một hành lang pháp lý rõ ràng và sự hiểu biết sâu sắc về các cơ chế quốc tế như Cơ chế Phát triển Sạch (CDM). Việc thiếu kinh nghiệm và nguồn lực để thực hiện các dự án theo chuẩn quốc tế là một rào cản không nhỏ. Vượt qua những thách thức này sẽ mở ra một con đường mới, giúp người dân không chỉ thu lợi từ việc bán sản phẩm gỗ mà còn từ chính dịch vụ hấp thụ carbon mà khu rừng của họ mang lại.

2.1. Sự thiếu hụt dữ liệu về sinh khối rừng luồng tại Việt Nam

So với thế giới, các nghiên cứu về sinh khối rừng luồng tại Việt Nam được tiến hành khá muộn và chưa có hệ thống. Các công trình trước đây chủ yếu tập trung vào các loài cây gỗ như Thông, Keo mà chưa có nhiều dẫn liệu cụ thể cho cây họ tre, đặc biệt là luồng. Điều này tạo ra một khoảng trống lớn về dữ liệu cơ sở, gây khó khăn cho việc ước tính trữ lượng carbon rừng luồng trên quy mô lớn. Việc xây dựng các phương trình dự báo sinh khối, hay còn gọi là mô hình allometric cho cây luồng, dựa trên các chỉ số dễ đo đếm như đường kính và chiều cao, là cực kỳ cần thiết để giảm chi phí và thời gian điều tra mà vẫn đảm bảo độ chính xác.

2.2. Nhu cầu lượng hóa dịch vụ hệ sinh thái rừng cho các dự án CDM

Cơ chế Phát triển Sạch (CDM) của Nghị định thư Kyoto mở ra cơ hội thương mại hóa carbon cho ngành lâm nghiệp. Tuy nhiên, để một dự án trồng rừng được công nhận là dự án CDM, việc xác định đường cơ sở và lượng carbon hấp thụ tăng thêm là yêu cầu bắt buộc. Điều này đòi hỏi phải lượng hóa được các dịch vụ hệ sinh thái rừng, đặc biệt là dịch vụ hấp thụ carbon. Tài liệu nghiên cứu gốc nhấn mạnh, việc xác định được lượng carbon mà rừng luồng có thể tích lũy sẽ là một dẫn liệu quan trọng, tạo cơ sở khoa học để xây dựng các dự án tiềm năng, từ đó thu hút đầu tư và mang lại lợi ích thiết thực cho cộng đồng.

III. Phương pháp đánh giá sinh khối rừng luồng Thanh Hóa tối ưu

Để có được kết quả đáng tin cậy trong Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng Tại Thanh Hóa, một phương pháp đánh giá sinh khối khoa học và chặt chẽ đã được áp dụng. Phương pháp này kết hợp giữa điều tra ngoại nghiệp và phân tích trong phòng thí nghiệm. Tại thực địa, các ô tiêu chuẩn (OTC) có diện tích 1000m² được thiết lập tại các vị trí điển hình. Trong mỗi ô, tất cả các cây luồng được đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng cơ bản như đường kính ngang ngực (D1.3) và chiều cao vút ngọn (Hvn). Phương pháp "cây mẫu tiêu chuẩn" được sử dụng để xác định sinh khối rừng luồng. Các cây mẫu đại diện cho các cấp tuổi khác nhau được chặt hạ, phân chia thành các bộ phận: thân, cành, lá. Mỗi bộ phận được cân để xác định sinh khối tươi. Để đo lường sinh khối dưới mặt đất (BGB), các ô dạng bản (ODB) được đào để thu thập và cân trọng lượng rễ. Tương tự, sinh khối trên mặt đất (AGB) của tầng cây bụi, thảm tươi và thảm mục cũng được thu thập trong các ODB. Cách tiếp cận này đảm bảo thu thập dữ liệu toàn diện về các thành phần chứa carbon trong hệ sinh thái rừng luồng Thanh Hóa.

3.1. Thiết lập ô tiêu chuẩn và thu thập sinh khối trên mặt đất AGB

Việc thu thập sinh khối trên mặt đất (AGB) là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Sau khi đo đếm toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn, các cây mẫu điển hình được lựa chọn. Các cây này được chặt hạ và tiến hành phân loại thành các bộ phận chính: thân khí sinh, cành, và lá. Mỗi bộ phận được cân tại hiện trường để có số liệu sinh khối tươi. Đồng thời, mẫu của từng bộ phận (thường là 1kg) được lấy để mang về phòng thí nghiệm. Đối với tầng cây bụi và thảm tươi, các ô dạng bản nhỏ hơn (ví dụ 2x2m) được sử dụng để thu hoạch toàn bộ thực vật, sau đó cũng được cân và lấy mẫu. Quy trình này đảm bảo rằng tất cả các thành phần sinh học trên mặt đất đều được tính toán.

3.2. Đo lường sinh khối dưới mặt đất BGB và lớp thảm mục

Việc xác định sinh khối dưới mặt đất (BGB), chủ yếu là hệ rễ, là một công việc phức tạp. Do không thể đào toàn bộ hệ rễ, phương pháp lấy mẫu trong các ô dạng bản (0.5x0.5m) ở các khoảng cách khác nhau so với gốc cây được áp dụng. Đất trong ô được đào đến độ sâu nhất định (ví dụ 30cm) và toàn bộ rễ luồng được thu thập, làm sạch và cân. Bên cạnh đó, lớp thảm mục (cành khô, lá rụng) cũng được thu gom trong các ô dạng bản riêng (ví dụ 1x1m). Lớp vật liệu hữu cơ này là một phần quan trọng của chu trình carbon, đóng góp vào mật độ carbon trong đất rừng khi chúng phân hủy. Việc đo lường cả BGB và thảm mục giúp hoàn thiện bức tranh về tổng sinh khối của hệ sinh thái.

IV. Bí quyết tính trữ lượng carbon rừng luồng từ sinh khối khô

Sau khi thu thập sinh khối tươi, bước tiếp theo trong Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng Tại Thanh Hóa là xác định sinh khối khô và quy đổi ra trữ lượng carbon rừng luồng. Các mẫu sinh khối tươi của thân, cành, lá, rễ, cây bụi và thảm mục được đưa về phòng thí nghiệm. Chúng được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105°C cho đến khi trọng lượng không đổi (khô kiệt). Tỷ lệ giữa sinh khối khô và sinh khối tươi của các mẫu này được sử dụng để tính toán tổng sinh khối khô cho toàn bộ lâm phần. Từ sinh khối khô, lượng carbon tích lũy được xác định. Tài liệu nghiên cứu đã lựa chọn phương pháp được áp dụng rộng rãi và có độ chính xác cao: lượng carbon được tính bằng 50% sinh khối khô đối với tầng cây cao. Các hệ số khác nhau được áp dụng cho cây bụi (44.46%) và thảm mục (42.21%) dựa trên các nghiên cứu trước đó. Đối với đất, mật độ carbon trong đất rừng được tính toán dựa trên công thức của IPCC, sử dụng các thông số về hàm lượng mùn, dung trọng và độ sâu tầng đất. Đây là phương pháp đánh giá sinh khối và carbon toàn diện, cung cấp số liệu đáng tin cậy.

4.1. Quy đổi từ sinh khối khô sang lượng carbon tích lũy

Quá trình quy đổi từ sinh khối khô sang carbon là bước tính toán then chốt. Dựa trên các nghiên cứu khoa học đã được công bố rộng rãi, thành phần chính của thực vật khô là cellulose, và hàm lượng carbon trong sinh khối khô của thực vật thường dao động quanh mức 50%. Tài liệu nghiên cứu đã kế thừa kết quả này và áp dụng hệ số 0,5 để tính toán lượng carbon tích lũy trong tầng cây cao của rừng luồng. Cụ thể, công thức được sử dụng là: Lượng carbon = Sinh khối khô x 50%. Đối với các thành phần khác như cây bụi thảm tươi và thảm mục, các hệ số chuyển đổi chuyên biệt hơn được sử dụng để phản ánh sự khác biệt về thành phần hóa học, đảm bảo độ chính xác cao nhất cho việc ước tính tổng trữ lượng carbon rừng luồng.

4.2. Phân tích mật độ carbon trong đất rừng theo chuẩn IPCC

Đất là một bể chứa carbon quan trọng không kém gì sinh khối thực vật. Để xác định mật độ carbon trong đất rừng, các mẫu đất được lấy tại hiện trường và phân tích trong phòng thí nghiệm để xác định hàm lượng mùn hữu cơ (OC%) và dung trọng của đất (BD). Công thức được đề xuất bởi Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) đã được áp dụng: SOC = C% * h * D * UFC, trong đó SOC là lượng carbon trong đất, C% là tỷ lệ carbon (thường bằng OC% * 0.58), h là độ sâu tầng đất, và D là dung trọng. Phương pháp này là tiêu chuẩn vàng trong các nghiên cứu về carbon rừng, đảm bảo tính nhất quán và khả năng so sánh kết quả với các nghiên cứu khác trên toàn cầu.

V. Kết quả nghiên cứu tích lũy carbon của rừng luồng Ngọc Lặc

Kết quả từ Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng Tại Thanh Hóa, cụ thể tại huyện Ngọc Lặc, đã cung cấp những số liệu vô cùng giá trị. Nghiên cứu xác định tổng sinh khối khô của toàn lâm phần là 88,48 tấn/ha. Trong đó, tầng cây luồng chiếm tỷ trọng lớn nhất với 75,51 tấn/ha (85,34%), tiếp theo là thảm mục với 7,14 tấn/ha (8,07%) và cây bụi thảm tươi là 5,83 tấn/ha (6,59%). Từ những con số này, tổng trữ lượng carbon rừng luồng được tính toán. Riêng phần sinh khối (bao gồm cây, cây bụi và thảm mục) lưu trữ 43,50 tấn carbon/ha. Tầng cây cao là thành phần đóng góp chính, chiếm tới 86,79% tổng lượng carbon trong sinh khối. Ngoài ra, lượng carbon tích lũy trong đất cũng rất đáng kể, đạt 20,348 tấn/ha. Tổng cộng, toàn bộ hệ sinh thái rừng luồng Thanh Hóa được nghiên cứu có khả năng tích lũy lên đến 63,79 tấn carbon/ha. Những con số này khẳng định vai trò to lớn của rừng luồng như một giải pháp tự nhiên trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu, đồng thời là cơ sở để định giá carbon rừng.

5.1. Phân tích trữ lượng carbon rừng luồng theo từng bộ phận

Kết quả phân tích chi tiết cho thấy sự phân bổ trữ lượng carbon rừng luồng không đồng đều giữa các bộ phận. Trong sinh khối, tầng cây cao (cây luồng) là kho chứa chính với 37,76 tấn C/ha. Tầng thảm mục, dù chỉ là lá và cành khô rụng, cũng lưu giữ một lượng đáng kể là 3,16 tấn C/ha. Tầng cây bụi thảm tươi có trữ lượng thấp nhất là 2,59 tấn C/ha. Đặc biệt, mật độ carbon trong đất rừng đạt 20,29 tấn C/ha, chiếm khoảng 31,8% tổng trữ lượng carbon của toàn hệ sinh thái. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc duy trì một lớp đất khỏe mạnh và giàu chất hữu cơ trong các hoạt động quản lý rừng bền vững.

5.2. So sánh khả năng hấp thụ CO2 của cây luồng ở các cấp tuổi

Nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt về sinh khối rừng luồng và khả năng hấp thụ CO2 của cây luồng giữa các cấp tuổi. Cây luồng ở cấp tuổi 1 có sinh trưởng mạnh nhất cả về đường kính (trung bình 11,31 cm) và chiều cao (11,65 m), do đó có tốc độ tích lũy sinh khối và carbon cao nhất. Sinh khối giảm dần ở các cây tuổi 2 và 3, là những cây đã trưởng thành và đang trong giai đoạn khai thác. Tổng lượng CO2 mà lâm phần này hấp thụ và lưu trữ được quy đổi là 234,11 tấn CO2/ha (sử dụng hệ số 1 tấn C = 3,67 tấn CO2). Dữ liệu này rất quan trọng để xây dựng kế hoạch khai thác hợp lý, vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế, vừa tối đa hóa khả năng hấp thụ carbon của rừng.

VI. Ứng dụng bán tín chỉ carbon từ rừng luồng và tương lai

Những kết quả từ Nghiên Cứu Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Luồng Tại Thanh Hóa không chỉ dừng lại ở giá trị học thuật mà còn mở ra một tương lai đầy hứa hẹn về mặt kinh tế. Việc lượng hóa được 63,79 tấn carbon/ha (tương đương 234,11 tấn CO2/ha) là cơ sở vững chắc để tham gia vào thị trường carbon. Dựa trên mức giá tham khảo (ví dụ 5 USD/tấn CO2), mỗi hecta rừng luồng có thể tạo ra giá trị thương mại khoảng 1.170 USD, tương đương hơn 23 triệu VNĐ. Đây là một nguồn thu nhập bổ sung đáng kể cho người trồng rừng, bên cạnh việc bán sản phẩm truyền thống. Để hiện thực hóa tiềm năng này, cần có những chính sách hỗ trợ từ nhà nước để xây dựng các dự án tín chỉ carbon từ rừng theo tiêu chuẩn quốc tế. Cần đầu tư vào việc nhân rộng các mô hình quản lý rừng bền vững, áp dụng kỹ thuật thâm canh để nâng cao năng suất và khả năng hấp thụ carbon. Tương lai của ngành lâm nghiệp không chỉ nằm ở gỗ, mà còn ở những dịch vụ hệ sinh thái rừng vô hình nhưng vô cùng giá trị, và định giá carbon rừng luồng là bước đi tiên phong trên con đường đó.

6.1. Định giá carbon rừng và tiềm năng kinh tế cho người dân

Việc định giá carbon rừng là quá trình chuyển đổi giá trị môi trường thành giá trị tài chính. Với trữ lượng CO2 hấp thụ được xác định là 234,11 tấn/ha, nghiên cứu sơ bộ đã ước tính thu nhập tiềm năng từ thị trường carbon có thể đạt 23.732.000 VNĐ/ha. Con số này mở ra một hướng đi mới giúp xóa đói giảm nghèo và nâng cao đời sống cho người dân trồng luồng. Khoản thu nhập này có thể được tái đầu tư vào công tác chăm sóc, bảo vệ và phục tráng rừng, tạo ra một vòng tuần hoàn kinh tế - môi trường bền vững. Việc bán tín chỉ carbon từ rừng sẽ tạo động lực mạnh mẽ để người dân bảo vệ và phát triển vốn rừng của mình.

6.2. Hướng tới quản lý rừng bền vững và phát triển thị trường carbon

Để khai thác tối đa tiềm năng này, cần có một chiến lược tổng thể. Trước hết, cần tiếp tục các nghiên cứu sâu rộng hơn trên nhiều mô hình và lập địa khác nhau để có bộ dữ liệu toàn diện. Thứ hai, cần xây dựng các chính sách khuyến khích và hành lang pháp lý cho việc phát triển thị trường carbon ở Việt Nam. Cuối cùng, việc áp dụng các biện pháp quản lý rừng bền vững, như trồng thâm canh, khai thác chọn lọc và bón phân hợp lý, không chỉ giúp tăng sản lượng gỗ mà còn tối đa hóa khả năng hấp thụ CO2 của cây luồng. Đây là con đường tất yếu để ngành lâm nghiệp phát triển theo hướng hiện đại, có trách nhiệm và mang lại lợi ích kép cho cả kinh tế và môi trường.