Tổng quan nghiên cứu

Khả năng tích lũy carbon của rừng trồng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu toàn cầu. Tại Việt Nam, rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) là một trong những loài cây trồng phổ biến, đặc biệt tại huyện Than Uyên, tỉnh Lai Châu. Tổng diện tích rừng trồng Thông mã vĩ tại đây đạt khoảng 385 ha, với các lứa tuổi rừng từ 7 đến 25 năm. Nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng, sinh khối, lượng carbon tích lũy và năng lực hấp thu CO2 của rừng trồng Thông mã vĩ trên địa bàn huyện Than Uyên, góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc quản lý, bảo vệ rừng và phát triển dịch vụ môi trường rừng.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu bao gồm: đánh giá hiện trạng và đặc điểm lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ; xác định sinh khối các tầng cây gỗ, cây bụi thảm tươi và thảm mục; tính toán lượng carbon tích lũy trong sinh khối; lượng hóa năng lực hấp thu CO2 và giá trị môi trường của rừng. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên địa bàn huyện Than Uyên với các lứa tuổi rừng 7, 11 và 25 năm, trong bối cảnh khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa trung bình 2.152 mm/năm và địa hình đồi núi phức tạp.

Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc cung cấp dữ liệu khoa học cho các chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng, đồng thời góp phần nâng cao nhận thức cộng đồng về vai trò của rừng trong điều hòa khí hậu và phát triển bền vững tài nguyên thiên nhiên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về chu trình carbon trong hệ sinh thái rừng, trong đó rừng đóng vai trò là bể chứa carbon quan trọng thông qua quá trình quang hợp và tích lũy sinh khối. Các mô hình sinh khối rừng được xây dựng dựa trên mối quan hệ giữa các chỉ tiêu điều tra như đường kính thân cây (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), mật độ cây và tuổi rừng. Hệ số chuyển đổi sinh khối sang lượng carbon được lấy là 0,5 theo khuyến cáo của IPCC (2006).

Ba khái niệm chính được sử dụng gồm: sinh khối trên mặt đất (thân, cành, lá), sinh khối dưới mặt đất (rễ cây), và sinh khối thảm mục (lá rụng, cành khô). Mô hình lượng hóa năng lực hấp thu CO2 dựa trên lượng carbon tích lũy trong sinh khối, quy đổi sang CO2 tương đương với hệ số 3,67.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập qua điều tra ô tiêu chuẩn (OTC) với diện tích mỗi ô là 500 m², phân bố đều trên các lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ ở các tuổi 7, 11 và 25 năm. Mỗi tuổi rừng được khảo sát tại 6 ô mẫu, tổng cộng 18 ô mẫu. Trong mỗi ô, đo đếm toàn bộ cây gỗ có đường kính ≥ 5 cm, ghi nhận đường kính thân, chiều cao vút ngọn và mật độ cây.

Sinh khối tầng cây bụi và thảm tươi được thu thập tại 5 ô dạng bản 1 m² trong mỗi ô tiêu chuẩn, cân đo trọng lượng tươi và khô tại phòng thí nghiệm. Thảm mục được lấy mẫu tại các ô 1 m², sấy khô và cân trọng lượng để tính sinh khối.

Phương pháp phân tích số liệu sử dụng các công thức tính sinh khối cá thể dựa trên đường kính và chiều cao, tổng hợp sinh khối lâm phần, tính lượng carbon tích lũy theo hệ số chuyển đổi. Lượng CO2 hấp thu được quy đổi từ lượng carbon tích lũy. Sai số trung bình được tính để đánh giá độ chính xác số liệu.

Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm 2021, kết hợp kế thừa tài liệu nghiên cứu trước đây và khảo sát thực địa tại huyện Than Uyên.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ: Tổng diện tích rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Than Uyên là khoảng 385 ha, trong đó rừng trồng năm 1996 chiếm 61,1%, năm 2010 chiếm 35,2%, và năm 2014 chiếm 3,7%. Mật độ cây trung bình giảm theo tuổi: 703 cây/ha ở tuổi 7, 450 cây/ha ở tuổi 11 và 456 cây/ha ở tuổi 25.

  2. Sinh khối lâm phần:

    • Tuổi 7: Tổng sinh khối trung bình đạt 18,79 tấn/ha, trong đó sinh khối trên mặt đất tầng cây gỗ là 12,48 tấn/ha, dưới mặt đất 2,34 tấn/ha, thảm mục 2,82 tấn/ha và thảm tươi 1,15 tấn/ha.
    • Tuổi 11: Tổng sinh khối trung bình đạt 120,99 tấn/ha, sinh khối trên mặt đất tầng cây gỗ 90,45 tấn/ha, dưới mặt đất 20,23 tấn/ha, thảm mục 9,08 tấn/ha, thảm tươi 1,24 tấn/ha.
    • Tuổi 25: Tổng sinh khối trung bình đạt 224,81 tấn/ha, sinh khối trên mặt đất tầng cây gỗ 167,79 tấn/ha, dưới mặt đất 43,03 tấn/ha, thảm mục 12,88 tấn/ha, thảm tươi 1,11 tấn/ha.

  3. Lượng carbon tích lũy:

    • Tuổi 7: Tổng lượng carbon tích lũy trung bình 9,39 tấn C/ha.
    • Tuổi 11: Lượng carbon tích lũy trung bình khoảng 60,5 tấn C/ha (ước tính từ sinh khối).
    • Tuổi 25: Lượng carbon tích lũy trung bình 112,4 tấn C/ha (ước tính từ sinh khối).

  4. Năng lực hấp thu CO2: Lượng CO2 tương đương hấp thu được quy đổi từ lượng carbon tích lũy, với hệ số 3,67, cho thấy rừng Thông mã vĩ tuổi 25 có thể hấp thu khoảng 412 tấn CO2/ha, cao hơn nhiều so với các lứa tuổi trẻ hơn.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy sinh khối và lượng carbon tích lũy tăng theo tuổi rừng, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế và trong nước về sinh trưởng rừng trồng. Mật độ cây giảm theo tuổi do sự cạnh tranh và thưa dần, nhưng kích thước cây tăng lên làm tăng tổng sinh khối. Sinh khối dưới mặt đất chiếm tỷ lệ đáng kể, nhấn mạnh vai trò của rễ trong tích lũy carbon.

So sánh với các nghiên cứu tại Trung Quốc và Việt Nam, lượng carbon tích lũy của rừng Thông mã vĩ tại Than Uyên tương đương hoặc cao hơn, phản ánh điều kiện sinh thái thuận lợi và kỹ thuật trồng rừng phù hợp. Biểu đồ phân bố tỷ lệ trữ lượng carbon trong các thành phần rừng cho thấy tầng cây gỗ chiếm phần lớn, tiếp theo là thảm mục và thảm tươi.

Dữ liệu có thể được trình bày qua bảng tổng hợp sinh khối và carbon theo tuổi, biểu đồ cột thể hiện sự tăng trưởng sinh khối và lượng carbon tích lũy, giúp minh họa rõ ràng xu hướng phát triển của rừng trồng Thông mã vĩ.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý và bảo vệ rừng trồng Thông mã vĩ nhằm duy trì mật độ cây hợp lý, nâng cao sinh trưởng và khả năng tích lũy carbon, góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Thời gian thực hiện: ngay trong 3 năm tới; chủ thể: UBND huyện, Ban quản lý rừng.

  2. Phát triển cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng dựa trên lượng carbon tích lũy và năng lực hấp thu CO2, khuyến khích người dân và doanh nghiệp tham gia trồng và bảo vệ rừng. Thời gian: 2 năm; chủ thể: Sở Nông nghiệp và PTNT, Quỹ phát triển rừng.

  3. Ứng dụng mô hình sinh khối và lượng carbon tích lũy vào quy hoạch trồng rừng để lựa chọn giống cây, mật độ và kỹ thuật trồng phù hợp với điều kiện địa phương, tối ưu hóa giá trị kinh tế và môi trường. Thời gian: 3 năm; chủ thể: Viện nghiên cứu lâm nghiệp, các trường đại học.

  4. Tăng cường đào tạo, nâng cao nhận thức cộng đồng về vai trò của rừng trong điều hòa khí hậu và bảo vệ môi trường, qua các chương trình truyền thông và tập huấn kỹ thuật trồng rừng bền vững. Thời gian: liên tục; chủ thể: UBND huyện, các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý lâm nghiệp và chính quyền địa phương: Sử dụng dữ liệu để xây dựng chính sách quản lý, bảo vệ và phát triển rừng trồng Thông mã vĩ, đồng thời triển khai cơ chế chi trả dịch vụ môi trường.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Lâm học, Môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu sinh khối, lượng hóa carbon và áp dụng mô hình toán học trong nghiên cứu rừng trồng.

  3. Doanh nghiệp và người trồng rừng: Hiểu rõ giá trị kinh tế và môi trường của rừng trồng Thông mã vĩ, từ đó đầu tư và quản lý rừng hiệu quả, khai thác dịch vụ môi trường.

  4. Các tổ chức phi chính phủ và cộng đồng dân cư: Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng trong giảm nhẹ biến đổi khí hậu, tham gia bảo vệ và phát triển rừng bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng trồng Thông mã vĩ có khả năng tích lũy carbon như thế nào theo tuổi?
    Rừng Thông mã vĩ tích lũy carbon tăng theo tuổi, với lượng carbon trung bình khoảng 9,39 tấn/ha ở tuổi 7, 60,5 tấn/ha ở tuổi 11 và 112,4 tấn/ha ở tuổi 25, phản ánh sự phát triển sinh khối và khả năng hấp thu CO2 ngày càng cao.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để đo sinh khối và lượng carbon trong rừng?
    Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn, đo đếm đường kính thân, chiều cao cây, cân mẫu sinh khối thảm tươi và thảm mục, sau đó áp dụng các công thức toán học và hệ số chuyển đổi của IPCC để tính toán sinh khối và lượng carbon.

  3. Lượng CO2 hấp thu của rừng Thông mã vĩ có ý nghĩa gì đối với môi trường?
    Lượng CO2 hấp thu quy đổi từ lượng carbon tích lũy cho thấy rừng Thông mã vĩ có khả năng giảm thiểu khí nhà kính hiệu quả, góp phần điều hòa khí hậu và bảo vệ môi trường sinh thái.

  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 cho việc xây dựng chính sách chi trả dịch vụ môi trường, quy hoạch trồng rừng phù hợp, đồng thời hướng dẫn kỹ thuật trồng và bảo vệ rừng nhằm tối ưu hóa giá trị kinh tế và môi trường.

  5. Ai nên quan tâm đến nghiên cứu này?
    Các nhà quản lý lâm nghiệp, nhà nghiên cứu, người trồng rừng và cộng đồng địa phương đều có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ và phát triển rừng bền vững.

Kết luận

  • Rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Than Uyên có tổng diện tích khoảng 385 ha, với các lứa tuổi rừng đa dạng từ 7 đến 25 năm.
  • Sinh khối và lượng carbon tích lũy tăng theo tuổi rừng, với tổng sinh khối trung bình đạt 224,81 tấn/ha và lượng carbon tích lũy khoảng 112,4 tấn C/ha ở tuổi 25.
  • Năng lực hấp thu CO2 của rừng Thông mã vĩ tuổi 25 đạt khoảng 412 tấn CO2/ha, góp phần quan trọng trong giảm phát thải khí nhà kính.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại địa phương.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, phát triển rừng và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm tối ưu hóa giá trị kinh tế và môi trường của rừng trồng Thông mã vĩ trong giai đoạn tiếp theo.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp quản lý và bảo vệ rừng dựa trên kết quả nghiên cứu, đồng thời mở rộng nghiên cứu sang các khu vực khác để hoàn thiện dữ liệu và chính sách phát triển rừng bền vững. Đề nghị các cơ quan chức năng và cộng đồng cùng phối hợp thực hiện nhằm phát huy tối đa giá trị của rừng trồng Thông mã vĩ.