Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu đang trở thành thách thức nghiêm trọng, trong đó lượng khí CO2 tăng cao là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu. Theo ước tính của IPCC, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng 28% từ năm 1850 đến 1998 và tiếp tục tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm. Rừng trồng đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ và tích lũy carbon, góp phần giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Tại Việt Nam, rừng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) chiếm khoảng 7,74% diện tích rừng cả nước, có khả năng tích lũy carbon lớn và giá trị kinh tế cao.

Luận văn tập trung nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Trùng Khánh, tỉnh Cao Bằng, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc kinh doanh rừng trồng và tính phí dịch vụ môi trường rừng trong tương lai. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 9/2022 đến tháng 9/2023, tại xã Ngọc Khê, huyện Trùng Khánh, với diện tích điều tra thực địa là 10 ô tiêu chuẩn điển hình, mỗi ô 1000 m2.

Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp đánh giá cấu trúc sinh khối và lượng carbon tích lũy trong rừng Thông mã vĩ mà còn góp phần nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ và phát triển bền vững rừng trồng tại địa phương. Qua đó, hỗ trợ các chính sách giảm phát thải khí nhà kính và thúc đẩy phát triển kinh tế xanh, bền vững.

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 carbon và quản lý rừng bền vững. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  • Lý thuyết sinh khối và năng suất rừng: Sinh khối là tổng khối lượng vật chất sống trong hệ sinh thái, phản ánh năng suất sơ cấp của rừng. Sinh khối được phân bổ theo các bộ phận cây như thân, cành, lá và rễ, tỷ lệ phân bổ thay đổi theo tuổi và điều kiện sinh trưởng.

  • Mô hình tích lũy carbon trong rừng: Carbon tích lũy trong rừng được tính dựa trên sinh khối khô, với hệ số chuyển đổi carbon trung bình là 0,495. Mô hình này cho phép ước tính lượng carbon lưu trữ trong các thành phần sinh khối và đất rừng, phục vụ cho đánh giá vai trò của rừng trong giảm phát thải khí nhà kính.

Các khái niệm chính bao gồm: sinh khối tươi, sinh khối khô, lượng carbon tích lũy, ô tiêu chuẩn (OTC), tầng cây gỗ, cây bụi-thảm tươi và thảm mục.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kế thừa kết hợp điều tra thực địa tại 10 ô tiêu chuẩn điển hình (1000 m2/ô) phân bố tại xã Ngọc Khê, huyện Trùng Khánh. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, các chỉ tiêu như đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), mật độ cây được đo đếm. Mỗi ô tiêu chuẩn được chọn 1 cây tiêu chuẩn để chặt hạ, xác định sinh khối tươi và khô các bộ phận thân, cành, lá, rễ.

Ngoài ra, lập 5 ô thứ cấp (25 m2/ô) trong mỗi ô tiêu chuẩn để xác định sinh khối cây bụi và thảm tươi, cùng 1 ô dạng bản (1 m2) để xác định sinh khối thảm mục. Tổng cộng 50 ô thứ cấp và ô dạng bản được khảo sát. Mẫu sinh khối được sấy khô ở nhiệt độ 105°C (cây tiêu chuẩn) và 70-80°C (cây bụi, thảm tươi, thảm mục) để xác định sinh khối khô.

Phân tích số liệu sử dụng các công thức tính sinh khối tươi, sinh khối khô và lượng carbon tích lũy theo từng bộ phận cây và toàn bộ lâm phần. Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu đảm bảo đại diện cho điều kiện sinh trưởng của rừng trồng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu kéo dài 12 tháng, từ tháng 9/2022 đến tháng 9/2023.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ: Diện tích rừng trồng Thông mã vĩ chiếm khoảng 50% tổng diện tích rừng trồng tại xã Ngọc Khê. Mật độ cây ở cấp tuổi II trung bình 1630 cây/ha, cấp tuổi V giảm còn 670 cây/ha do tỉa thưa định kỳ. Đường kính bình quân tăng từ 8,34 cm (cấp II) lên 24,94 cm (cấp V), chiều cao từ 6,58 m lên 16,98 m. Trữ lượng gỗ tăng từ 34,8 m3/ha lên 275,59 m3/ha.

  2. Cấu trúc sinh khối tươi cây tiêu chuẩn: Sinh khối tươi bình quân cây tiêu chuẩn tăng từ 46,9 kg/cây (cấp II) lên 316,8 kg/cây (cấp V). Phân bố sinh khối theo thứ tự: thân > rễ > cành > lá. Sinh khối thân chiếm trên 60%, rễ chiếm khoảng 20%, tăng dần theo tuổi rừng.

  3. Sinh khối tươi tầng cây gỗ: Tổng sinh khối tươi tầng cây gỗ tăng từ 76,4 tấn/ha (cấp II) lên 211,5 tấn/ha (cấp V). Sinh khối trên mặt đất chiếm 83,5%, sinh khối rễ chiếm 16,5%. Sự tăng trưởng sinh khối tương ứng với sự phát triển về đường kính, chiều cao và mật độ cây.

  4. Khả năng tích lũy các bon: Lượng carbon tích lũy trong rừng Thông mã vĩ tăng theo tuổi rừng, ở cấp tuổi V lượng carbon trong tầng cây gỗ tăng gấp 3 lần so với cấp tuổi II. Tầng cây bụi-thảm tươi và thảm mục có sự tăng không đáng kể. Carbon tích lũy chủ yếu tập trung trong thân cây và đất rừng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Trùng Khánh có khả năng tích lũy sinh khối và carbon cao, phù hợp với các nghiên cứu tương tự ở Trung Quốc và Việt Nam. Việc tỉa thưa định kỳ giúp cải thiện cấu trúc rừng, tăng sinh trưởng cây còn lại và nâng cao hiệu quả tích lũy carbon. Sinh khối rễ tăng theo tuổi rừng và giảm theo chiều sâu đất, phù hợp với đặc điểm sinh trưởng của loài.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, sinh khối và lượng carbon tích lũy tại khu vực nghiên cứu tương đương hoặc cao hơn, phản ánh điều kiện tự nhiên thuận lợi và công tác quản lý chăm sóc rừng hiệu quả. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng sinh khối theo tuổi và bảng phân bố carbon theo tầng rừng để minh họa rõ ràng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường công tác tỉa thưa định kỳ nhằm điều chỉnh mật độ cây, nâng cao sinh trưởng và khả năng tích lũy carbon, thực hiện 5 năm/lần, do Ban quản lý rừng và các hộ dân phối hợp thực hiện.

  2. Áp dụng kỹ thuật chăm sóc rừng hiện đại như bón phân vi sinh, kiểm soát sâu bệnh để cải thiện chất lượng rừng trồng, nâng cao năng suất và giá trị kinh tế, triển khai trong 3 năm đầu sau trồng.

  3. Xây dựng mô hình quản lý rừng bền vững kết hợp giám sát sinh trưởng và tích lũy carbon, làm cơ sở cho tính phí dịch vụ môi trường rừng, thực hiện trong vòng 5 năm với sự hỗ trợ của chính quyền địa phương và các tổ chức môi trường.

  4. Đẩy mạnh tuyên truyền, đào tạo cộng đồng về vai trò của rừng trong giảm phát thải khí nhà kính và phát triển kinh tế xanh, nâng cao nhận thức và kỹ năng quản lý rừng, triển khai liên tục tại các xã vùng nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà quản lý lâm nghiệp và chính quyền địa phương: Sử dụng kết quả để xây dựng chính sách phát triển rừng bền vững, quản lý tài nguyên rừng và 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, tích lũy carbon và áp dụng mô hình tính toán trong các đề tài tương tự.

  3. Doanh nghiệp kinh doanh lâm sản và dịch vụ môi trường rừng: Áp dụng dữ liệu để đánh giá tiềm năng kinh tế rừng trồng, tính toán phí dịch vụ môi trường và phát triển sản phẩm gắn với bảo vệ môi trường.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng trong bảo vệ môi trường, tham gia quản lý và bảo vệ rừng hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Rừng Thông mã vĩ có khả năng tích lũy carbon như thế nào theo tuổi?
    Khả năng tích lũy carbon tăng theo tuổi rừng, ở cấp tuổi V lượng carbon trong tầng cây gỗ tăng gấp 3 lần so với cấp tuổi II, chủ yếu tập trung trong thân cây và đất rừng.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để xác định sinh khối và lượng carbon?
    Phương pháp điều tra thực địa kết hợp chặt hạ cây tiêu chuẩn, đo đếm sinh khối tươi, sấy khô mẫu và áp dụng hệ số chuyển đổi carbon 0,495 để tính lượng carbon tích lũy.

  3. Tại sao cần tỉa thưa rừng trồng Thông mã vĩ?
    Tỉa thưa giúp giảm mật độ cây, tạo điều kiện cho cây còn lại phát triển tốt hơn, tăng sinh trưởng và khả năng tích lũy carbon, đồng thời hạn chế sâu bệnh và nguy cơ cháy rừng.

  4. Lượng carbon tích lũy trong đất rừng chiếm tỷ lệ bao nhiêu?
    Carbon trong đất rừng chiếm khoảng 30-35% tổng lượng carbon tích lũy trong hệ sinh thái rừng Thông mã vĩ, đóng vai trò quan trọng trong lưu trữ carbon lâu dài.

  5. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng ở những khu vực khác không?
    Kết quả có thể tham khảo và điều chỉnh phù hợp với điều kiện tự nhiên và quản lý rừng của các khu vực có điều kiện tương tự, đặc biệt là vùng núi phía Bắc Việt Nam.

Kết luận

  • Rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Trùng Khánh có khả năng tích lũy sinh khối và carbon cao, tăng theo tuổi rừng từ cấp II đến cấp V.
  • Sinh khối và lượng carbon chủ yếu tập trung trong tầng cây gỗ, đặc biệt là phần thân cây, chiếm trên 80% tổng sinh khối.
  • Công tác tỉa thưa và chăm sóc rừng định kỳ góp phần nâng cao hiệu quả sinh trưởng và tích lũy carbon.
  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý rừng bền vững và phát triển dịch vụ môi trường rừng tại địa phương.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, chăm sóc và tuyên truyền nhằm nâng cao giá trị kinh tế và môi trường của rừng trồng Thông mã vĩ trong giai đoạn tiếp theo.

Hội đồng quản lý rừng, nhà nghiên cứu và các bên liên quan được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để thúc đẩy phát triển rừng bền vững, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường sinh thái.