Hiệu quả của việc tái trồng rừng đối với khả năng cô lập carbon của vùng đất khô cằn suy thoái ở Bình Thuận, Việt Nam

• Tác giả: Alexander Hollaus
• Người hướng dẫn: Ass. Robert Peticzka
• Trường học: University Of Vienna
• Chuyên ngành: Geographie / Geography
• Đề tài: The Effect Of Reforestation On The Carbon Sequestration Capacity Of A Degraded Dryland In Binh Thuan, Vietnam
• Loại tài liệu: Master's Thesis
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Vienna

• Erklärung
• Bản tóm tắt
• Table of Content
• 1. Remote Sensing Analysis
• 2. Soil Chemical and Physical Analysis
• 3. Estimation of Carbon Sequestration
• 4. Remote Sensing Analyses
• 5. Particle Size Distribution
• 6. Dissolved Organic Carbon (DOC)
• 7. Humic Acid to Fulvic Acid Ratio (E4/E6)
• 8. Comparison of Soil TC Content Analyses of Hanoi and Vienna
• 9. Effect of Tree Species and Biomass on Soil C
• 10. Effect of Soil Properties on Soil C
• 11. Carbon Stock in Hoa Thang
• List of Figure
• List of Tables
• 12. Introduction

I. Tổng Quan Dự Án Nghiên Cứu Tái Tạo Rừng Bền Vững tại Bình Thuận

Nghiên cứu này tập trung vào tác động của việc tái tạo rừng đối với khả năng cô lập carbon tại một vùng đất khô cằn suy thoái ở Bình Thuận, Việt Nam. Tình trạng suy thoái đất, hay còn gọi là sa mạc hóa, do cả tác động của con người và các yếu tố khí hậu gây ra, dẫn đến suy giảm chức năng sinh thái và gây ra các vấn đề kinh tế xã hội. Suy thoái đất giải phóng carbon từ đất và thảm thực vật vào khí quyển dưới dạng carbon dioxide, một khí nhà kính góp phần vào sự nóng lên toàn cầu. Do đó, các hành động tái tạo rừng có vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu và phục hồi hệ sinh thái. Hiểu rõ tiềm năng của tái tạo rừng trong việc lưu trữ carbon trong thảm thực vật và đất là rất cần thiết để ứng phó với tình trạng sa mạc hóa.Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp phân tích đất và viễn thám để đánh giá hiệu quả của các biện pháp tái tạo rừng trong việc tăng cường khả năng cô lập carbon tại địa phương. Kết quả có thể cung cấp thông tin quan trọng cho các chính sách và thực tiễn quản lý rừng bền vững ở Việt Nam.

1.1. Vấn Đề Suy Thoái Đất và Tác Động Tới Lưu Trữ Carbon ở Bình Thuận

Vùng đất khô hạn ở Bình Thuận, đặc biệt là các vùng ven biển, dễ bị suy thoái đất do khí hậu bán khô hạn, địa chất và các hoạt động của con người. Sự suy thoái đất làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong đất (SOM) và làm suy giảm khả năng lưu trữ carbon của đất. Tình trạng này ảnh hưởng tiêu cực đến độ phì nhiêu của đất và năng suất sinh học. Do đó, việc phục hồi đất suy thoái là rất quan trọng để cải thiện chức năng hệ sinh thái và giảm thiểu biến đổi khí hậu. Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của các biện pháp tái tạo rừng trong việc đảo ngược quá trình suy thoái đất và tăng cường khả năng lưu trữ carbon trong đất và thảm thực vật. Theo tài liệu gốc, đất có thể lưu trữ lượng carbon gấp ba lần so với sinh khối thực vật.

1.2. Vai Trò Của Tái Tạo Rừng trong Cô Lập Carbon và Phục Hồi Đất

Tái tạo rừng là một giải pháp chính để cô lập carbon và phục hồi hệ sinh thái trong các vùng đất khô hạn. Bằng cách tăng cường độ che phủ của thảm thực vật, tái tạo rừng giúp giảm xói mòn đất, cải thiện độ phì nhiêu của đất và tăng cường khả năng lưu trữ carbon trong sinh khối và đất. Nghiên cứu này đánh giá tiềm năng của các loài cây khác nhau để cô lập carbon trong các đồn điền tái tạo rừng ở Bình Thuận. Mục tiêu là xác định các loài cây và phương pháp quản lý rừng hiệu quả nhất để tối đa hóa cô lập carbon và phục hồi đất suy thoái.Các chương trình tái tạo rừng và giảm phá rừng đã được triển khai từ những năm 1970, khi tình trạng suy thoái đất được đưa vào chương trình nghị sự của Liên Hợp Quốc.

II. Cách Đo Lường Tiềm Năng Lưu Trữ Carbon Rừng Tái Sinh tại Bình Thuận

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp tiếp cận khác nhau để đánh giá tác động của tái tạo rừng đối với khả năng cô lập carbon. Các mẫu đất được thu thập từ các khu vực đất suy thoái, đồn điền tái tạo rừng và rừng tự nhiên để phân tích hàm lượng carbon tổng, các đặc tính đất và độ phì nhiêu của đất. Phân tích viễn thám được sử dụng để tạo ra bản đồ tiềm năng cô lập carbon và đánh giá những thay đổi trong độ che phủ thực vật theo thời gian. Nghiên cứu cũng xem xét tác động của các hoạt động của con người, chẳng hạn như khai thác gỗ và sản xuất than, đối với khả năng lưu trữ carbon của rừng. Tổng hợp dữ liệu từ các nguồn khác nhau, nghiên cứu nhằm mục đích cung cấp một đánh giá toàn diện về hiệu quả của các biện pháp tái tạo rừng trong việc tăng cường khả năng cô lập carbon và phục hồi đất suy thoái ở Bình Thuận.

2.1. Phân Tích Đất Đánh Giá Carbon và Các Đặc Tính Quan Trọng Khác

Phân tích đất đóng một vai trò quan trọng trong việc đánh giá tác động của tái tạo rừng đối với khả năng cô lập carbon. Các mẫu đất được phân tích để xác định hàm lượng carbon tổng, hàm lượng chất hữu cơ, kích thước hạt và các đặc tính hóa học khác. Dữ liệu này được sử dụng để đánh giá những thay đổi trong lưu trữ carbon và độ phì nhiêu của đất sau tái tạo rừng. Các đặc tính của đất được đo lường bao gồm carbon hữu cơ, chất dinh dưỡng, độ pH và độ dẫn điện. Các phân tích này cung cấp thông tin chi tiết về tác động của tái tạo rừng đối với sức khỏe và chức năng của đất.Theo tài liệu gốc, các mẫu đất được lấy và phân tích trong phòng thí nghiệm để xác định hàm lượng C tổng và các đặc điểm khác của đất nhằm xác định độ phì nhiêu của đất.

2.2. Viễn Thám Theo Dõi Thay Đổi Độ Che Phủ Rừng và Sinh Khối

Viễn thám là một công cụ có giá trị để theo dõi những thay đổi về độ che phủ thực vật và sinh khối sau tái tạo rừng. Dữ liệu vệ tinh và hình ảnh trên không được sử dụng để đánh giá diện tích và mật độ của rừng cũng như ước tính sinh khối trên mặt đất. Phân tích viễn thám cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi sự tiến triển của tái tạo rừng theo thời gian và đánh giá tác động của nó đối với khả năng lưu trữ carbon ở quy mô lớn. Các kỹ thuật GIS và viễn thám được sử dụng để tạo ra bản đồ tiềm năng cô lập carbon.

III. Kết Quả Nghiên Cứu Loại Cây Nào Tối Ưu Lưu Trữ Carbon ở Bình Thuận

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các đồn điền Acacia mangium có tiềm năng cô lập carbon cao hơn so với các đồn điền Azadirachta indica và đất hoang trong 10 năm đầu sau khi tái tạo rừng. Loài cây được sử dụng cho các đồn điền, cùng với tuổi của rừng, là một yếu tố quan trọng quyết định khả năng lưu trữ carbon. Tuy nhiên, rừng tự nhiên lưu trữ carbon trong đất nhiều hơn và góp phần vào đa dạng sinh học cao hơn. Tác động của con người đối với tiềm năng lưu trữ carbon trong các đồn điền và rừng tự nhiên là rất cao, vì khai thác gỗ hoặc sản xuất than làm giảm sinh khối và carbon trong đất. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc giảm thiểu tác động của con người đối với các hệ sinh thái tái tạo rừng để tối đa hóa các lợi ích cô lập carbon của chúng.

3.1. So Sánh Khả Năng Cô Lập Carbon của Các Loại Cây Trồng

Nghiên cứu đã so sánh khả năng cô lập carbon của các loài cây khác nhau được sử dụng trong các đồn điền tái tạo rừng ở Bình Thuận. Kết quả cho thấy Acacia mangium có tiềm năng cô lập carbon cao hơn so với Azadirachta indica và đất hoang. Điều này có thể là do tốc độ tăng trưởng nhanh hơn và sinh khối lớn hơn của Acacia mangium. Tuy nhiên, rừng tự nhiên vẫn lưu trữ carbon trong đất nhiều hơn và góp phần vào đa dạng sinh học cao hơn. Việc lựa chọn loài cây có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự thành công của các nỗ lực tái tạo rừng trong việc tăng cường khả năng lưu trữ carbon.

3.2. Tác Động Của Con Người Khai Thác Gỗ Ảnh Hưởng Đến Lưu Trữ Carbon Thế Nào

Các hoạt động của con người, chẳng hạn như khai thác gỗ và sản xuất than, có thể có tác động đáng kể đến khả năng lưu trữ carbon của các hệ sinh thái tái tạo rừng. Khai thác gỗ làm giảm sinh khối và carbon trong đất, trong khi sản xuất than thải khí nhà kính vào khí quyển. Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thực hiện các hoạt động quản lý rừng bền vững để giảm thiểu tác động của con người đối với khả năng lưu trữ carbon của các hệ sinh thái tái tạo rừng. Việc hạn chế khai thác gỗ và thúc đẩy các phương pháp sản xuất than bền vững có thể giúp bảo tồn và tăng cường khả năng cô lập carbon của rừng.

3.3. Vai trò của Quản Lý Rừng Bền Vững Trong Gia Tăng Cô Lập Carbon

Quản lý rừng bền vững (SFM) đóng vai trò quan trọng trong việc tối đa hóa tiềm năng cô lập carbon của các sáng kiến tái tạo rừng. SFM bao gồm một loạt các hoạt động, chẳng hạn như lựa chọn loài phù hợp, tỉa thưa và khai thác gỗ một cách có trách nhiệm, bảo vệ khỏi cháy rừng và dịch bệnh, tất cả đều nhằm mục đích tăng cường sức khỏe và năng suất của rừng. Bằng cách thực hiện SFM, các sáng kiến tái tạo rừng có thể tăng cường khả năng cô lập carbon của rừng đồng thời cung cấp các lợi ích kinh tế và xã hội khác, chẳng hạn như bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ nguồn nước và tạo thu nhập cho cộng đồng địa phương. Theo tài liệu gốc, rừng tự nhiên lưu trữ tỷ lệ carbon cao hơn trong đất và đóng góp vào đa dạng sinh học cao hơn.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Tái Tạo Rừng Giúp Giảm Thiểu Thoái Hóa Đất

Tóm lại, tái tạo rừng trong khu vực nghiên cứu có thể giúp cô lập carbon và giảm thiểu suy thoái đất, với điều kiện giảm thiểu tác động của con người. Các biện pháp tái tạo rừng có thể được sử dụng để phục hồi đất suy thoái, cải thiện độ phì nhiêu của đất và tăng cường khả năng lưu trữ carbon trong sinh khối và đất. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải thực hiện các hoạt động quản lý rừng bền vững để giảm thiểu tác động của con người và đảm bảo lợi ích lâu dài của các sáng kiến tái tạo rừng. Nghiên cứu này cung cấp thông tin quan trọng cho các chính sách và thực tiễn quản lý rừng bền vững ở Việt Nam và các khu vực khác có vùng đất khô hạn.

4.1. Lợi Ích Kinh Tế Xã Hội Tạo Việc Làm và Nguồn Thu Nhập Cho Dân Cư

Tái tạo rừng không chỉ mang lại lợi ích về môi trường mà còn có thể mang lại những lợi ích kinh tế xã hội đáng kể cho cộng đồng địa phương. Các sáng kiến tái tạo rừng có thể tạo ra cơ hội việc làm trong trồng cây, quản lý rừng và chế biến lâm sản. Ngoài ra, rừng có thể cung cấp gỗ, lâm sản ngoài gỗ và các dịch vụ hệ sinh thái khác có thể tạo ra thu nhập cho các hộ gia đình địa phương. Bằng cách kết hợp các yếu tố kinh tế xã hội vào các kế hoạch tái tạo rừng, các sáng kiến này có thể bền vững hơn về mặt xã hội và chính trị. Theo tài liệu gốc, đất bị suy thoái giải phóng carbon dioxide, góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.

4.2. Bảo Tồn Đa Dạng Sinh Học Tái Tạo Rừng Tạo Môi Trường Sống

Tái tạo rừng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học bằng cách cung cấp môi trường sống cho nhiều loài thực vật và động vật. Bằng cách phục hồi các hệ sinh thái rừng bị suy thoái, các sáng kiến tái tạo rừng có thể giúp hỗ trợ sự phục hồi của các loài bản địa và tăng cường sự đa dạng sinh học tổng thể. Ngoài ra, rừng có thể cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái quan trọng, chẳng hạn như điều hòa nước, kiểm soát xói mòn và cô lập carbon, có lợi cho cả con người và thiên nhiên. Bằng cách tích hợp các mục tiêu bảo tồn đa dạng sinh học vào các kế hoạch tái tạo rừng, các sáng kiến này có thể góp phần vào sự bền vững lâu dài của các hệ sinh thái địa phương.

V. Hướng Dẫn Giám Sát và Đánh Giá Cô Lập Carbon Rừng tại Bình Thuận

Để đảm bảo sự thành công của các sáng kiến tái tạo rừng, điều cần thiết là phải thiết lập các hệ thống giám sát carbon và đánh giá hiệu quả. Việc giám sát thường xuyên các chỉ số chính, chẳng hạn như độ che phủ thực vật, sinh khối và hàm lượng carbon trong đất, có thể giúp theo dõi sự tiến triển của tái tạo rừng và xác định các lĩnh vực cần cải thiện. Đánh giá hiệu quả của các hoạt động tái tạo rừng nên xem xét cả lợi ích về môi trường, kinh tế và xã hội. Bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận dựa trên bằng chứng để giám sát và đánh giá, các sáng kiến tái tạo rừng có thể tối ưu hóa hiệu quả của chúng và đóng góp vào các mục tiêu phát triển bền vững ở Bình Thuận và các khu vực khác có vùng đất khô hạn.

5.1. Các Phương Pháp Giám Sát Hàm Lượng Carbon Trong Rừng Tái Sinh

Giám sát hàm lượng carbon trong các hệ sinh thái tái tạo rừng đòi hỏi việc sử dụng một loạt các phương pháp. Phân tích đất, viễn thám và ước tính sinh khối là những công cụ có thể cung cấp thông tin về những thay đổi trong lưu trữ carbon theo thời gian. Phân tích đất có thể xác định hàm lượng carbon trong đất và đánh giá những thay đổi về chất lượng đất. Viễn thám có thể theo dõi những thay đổi về độ che phủ thực vật và sinh khối. Ước tính sinh khối có thể cung cấp thông tin về lượng carbon được lưu trữ trong thảm thực vật trên mặt đất và dưới mặt đất. Bằng cách kết hợp các phương pháp này, các nhà nghiên cứu có thể có được một sự hiểu biết toàn diện về động thái carbon trong các hệ sinh thái tái tạo rừng.

5.2. Đánh Giá Tác Động Dài Hạn và Tính Bền Vững của Dự Án

Việc đánh giá tác động lâu dài và tính bền vững của các sáng kiến tái tạo rừng là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và giá trị của chúng. Đánh giá nên xem xét cả lợi ích về môi trường, kinh tế và xã hội, cũng như khả năng thích ứng với sự thay đổi khí hậu và các yếu tố môi trường khác. Các chỉ số nên được theo dõi trong một thời gian dài để đánh giá tác động thực tế của các sáng kiến tái tạo rừng và xác định các lĩnh vực cần cải thiện. Bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận toàn diện để đánh giá, các sáng kiến tái tạo rừng có thể tối ưu hóa hiệu quả của chúng và đóng góp vào các mục tiêu phát triển bền vững.

VI. Tương Lai Tái Tạo Rừng và Cô Lập Carbon Nghiên Cứu và Giải Pháp

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc hiểu rõ hơn về các yếu tố kiểm soát cô lập carbon trong các hệ sinh thái tái tạo rừng. Điều này bao gồm điều tra vai trò của các loài cây khác nhau, hoạt động quản lý rừng và điều kiện môi trường trong việc điều chỉnh lưu trữ carbon. Nghiên cứu cũng nên khám phá các giải pháp cải tiến để tăng cường khả năng cô lập carbon của các sáng kiến tái tạo rừng, chẳng hạn như sử dụng giống cây thích ứng với khí hậu, tối ưu hóa hoạt động quản lý đất và tích hợp tái tạo rừng với các hoạt động sử dụng đất bền vững khác. Bằng cách thúc đẩy nghiên cứu và đổi mới, có thể mở khóa toàn bộ tiềm năng của tái tạo rừng để giảm thiểu biến đổi khí hậu và thúc đẩy phát triển bền vững.

6.1. Nghiên Cứu Thêm về Vai Trò Của Các Loài Cây Bản Địa

Nghiên cứu sâu hơn về vai trò của các loài cây bản địa trong các sáng kiến tái tạo rừng là rất cần thiết. Các loài bản địa thường thích nghi tốt hơn với điều kiện địa phương và có thể cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái quan trọng, chẳng hạn như cô lập carbon, điều hòa nước và bảo tồn đa dạng sinh học. Nghiên cứu nên tập trung vào việc xác định các loài bản địa có tiềm năng cô lập carbon cao, đánh giá khả năng tồn tại và tốc độ tăng trưởng của chúng và phát triển các chiến lược để kết hợp chúng vào các kế hoạch tái tạo rừng. Bằng cách sử dụng sức mạnh của các loài bản địa, các sáng kiến tái tạo rừng có thể bền vững hơn về mặt sinh thái và có khả năng mang lại nhiều lợi ích hơn cho cộng đồng địa phương.

6.2. Tích Hợp Các Hoạt Động Sử Dụng Đất Bền Vững Với Tái Tạo Rừng

Tích hợp tái tạo rừng với các hoạt động sử dụng đất bền vững khác có thể mang lại lợi ích to lớn cho cả môi trường và cộng đồng địa phương. Tái tạo rừng có thể được kết hợp với các hoạt động nông lâm kết hợp, quản lý chăn thả bền vững và quản lý tài nguyên nước. Các hoạt động này có thể cung cấp nguồn thu nhập bổ sung cho các hộ gia đình địa phương, cải thiện độ phì nhiêu của đất và tăng cường đa dạng sinh học. Bằng cách tích hợp tái tạo rừng với các hoạt động sử dụng đất bền vững khác, có thể tạo ra một hệ thống sử dụng đất bền vững hơn và kiên cường hơn, đồng thời mang lại cả lợi ích về môi trường và kinh tế xã hội.

Tổng quan nghiên cứu

Vùng đất khô cằn chiếm khoảng một phần ba diện tích đất trên toàn cầu, là hệ sinh thái nhạy cảm và dễ bị suy thoái đất do tác động của con người và biến đổi khí hậu. Tại Việt Nam, khu vực ven biển tỉnh Bình Thuận, đặc biệt là xã Hòa Thắng, có khí hậu bán khô hạn đến cận khô hạn với lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1.142 mm, nhưng có thể giảm xuống dưới 550 mm trong một số năm, cùng với địa chất chủ yếu là các loại đất cát nghèo dinh dưỡng, dẫn đến nguy cơ sa mạc hóa cao. Suy thoái đất không chỉ làm giảm chức năng sinh thái mà còn gây phát thải carbon (C) từ đất và thực vật vào khí quyển dưới dạng CO2, góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá ảnh hưởng của việc trồng rừng phục hồi trên khả năng cô lập carbon trong đất và sinh khối tại vùng đất khô cằn bị suy thoái ở Bình Thuận trong vòng 10 năm đầu sau trồng rừng. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại xã Hòa Thắng, tỉnh Bình Thuận, với các lớp đất chính là Arenosols cát đỏ, trắng và vàng, cùng các loại rừng tự nhiên, rừng trồng với các loài Acacia mangium và Azadirachta indica, và đất trống bị suy thoái. Nghiên cứu sử dụng số liệu thực địa, phân tích mẫu đất và sinh khối, kết hợp với phân tích viễn thám để xây dựng bản đồ tiềm năng cô lập carbon.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp bằng chứng khoa học cho các chương trình phục hồi rừng và giảm thiểu biến đổi khí hậu tại các vùng đất khô cằn, đồng thời hỗ trợ hoạch định chính sách quản lý đất đai và phát triển bền vững tại Việt Nam và các khu vực tương tự.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết về sinh thái học rừng và chu trình carbon trong hệ sinh thái đất khô cằn, trong đó:

• Mô hình kế tiếp sinh thái rừng (forest succession model): Giả thuyết rằng đất trống (barren land) có tiềm năng lưu trữ carbon thấp nhất, rừng tự nhiên (natural forest) có tiềm năng cao nhất, và rừng trồng (plantation) nằm ở mức trung gian, với khả năng lưu trữ carbon tăng theo tuổi rừng và mật độ sinh khối.
• Chu trình carbon trong đất và sinh khối: Carbon được lưu trữ trong sinh khối trên mặt đất (AGB), dưới mặt đất (BGB), lớp mùn (litter) và trong đất (soil organic carbon). Sự cân bằng giữa các kho carbon này chịu ảnh hưởng bởi loại cây trồng, tuổi rừng, điều kiện đất đai và tác động của con người.
• Khái niệm về sa mạc hóa (desertification): Suy thoái đất do mất cân bằng giữa các yếu tố khí hậu và tác động con người, làm giảm độ màu mỡ đất, giảm đa dạng sinh học và khả năng lưu trữ carbon.

Các khái niệm chính bao gồm: tổng carbon (TC), carbon hữu cơ (Corg), biomass trên mặt đất (AGB), biomass dưới mặt đất (BGB), chỉ số NDVI trong viễn thám, và các đặc tính đất như độ pH, độ dẫn điện (EC), mật độ khối (bulk density).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa khảo sát thực địa, phân tích mẫu đất và sinh khối, cùng với phân tích viễn thám:

• Nguồn dữ liệu: 14 điểm lấy mẫu đất và sinh khối tại các lớp đất trống, rừng trồng (các tuổi 2, 5, 7, 10 năm) và rừng tự nhiên tại xã Hòa Thắng. Mẫu đất được lấy sâu đến 1 m với các lớp phân tích theo từng khoảng 5-10 cm. Dữ liệu viễn thám Landsat 5, 8 và Aster từ năm 2005 đến 2016 được sử dụng để phân tích sự thay đổi diện tích rừng và xác định tuổi rừng.
• Phương pháp phân tích: Tổng carbon trong đất được xác định bằng phương pháp đốt cháy ở 900°C, các đặc tính hóa lý đất như pH, EC, các ion hòa tan, mật độ khối được đo theo tiêu chuẩn quốc tế. Sinh khối được ước tính qua đo đường kính thân (DBH), chiều cao cây và áp dụng các phương trình allometric chuyên biệt cho từng loài cây. Phân tích thống kê sử dụng SPSS với các kiểm định không tham số (Kruskal-Wallis), phân tích hồi quy và tương quan Spearman.
• Timeline nghiên cứu: Dữ liệu viễn thám và thực địa được thu thập và phân tích trong khoảng thời gian 2005-2016, tập trung vào 10 năm đầu sau khi trồng rừng để đánh giá sự thay đổi lưu trữ carbon.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tăng trưởng diện tích rừng và trồng rừng: Diện tích rừng tại xã Hòa Thắng tăng thêm khoảng 2.230 ha trong giai đoạn 2005-2016, trong đó rừng trồng chiếm 88% diện tích rừng mới thành lập. Tốc độ tăng trưởng rừng trồng cao nhất đạt khoảng 331 ha/năm trong giai đoạn 2005-2009.

2. Biomass và lưu trữ carbon trong sinh khối: Biomass tổng cộng tăng theo tuổi rừng, với rừng tự nhiên lưu trữ trung bình 36 tấn/ha, rừng trồng Acacia mangium 5 năm đạt 71 tấn/ha, Azadirachta indica 7 năm đạt 80 tấn/ha. Tỷ lệ carbon trong biomass chiếm từ 23% đến 59% tổng lượng carbon lưu trữ tùy theo tuổi và loại rừng.

3. Carbon trong đất: Tổng carbon trong đất (TC) dao động từ 0,1% đến 2,5% tùy theo lớp đất và loại rừng, với giá trị cao nhất ở rừng tự nhiên. Carbon trong đất chiếm phần lớn trong tổng lượng carbon lưu trữ (trên 80%), đặc biệt ở đất trống (100%). Carbon trong đất tăng đáng kể từ đất trống đến rừng trồng 5 năm và rừng tự nhiên, với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở các lớp đất trên 20 cm.

4. Ảnh hưởng của loài cây và tác động con người: Acacia mangium có khả năng lưu trữ carbon trong đất và biomass cao hơn so với Azadirachta indica trong 10 năm đầu. Tuy nhiên, rừng tự nhiên có đa dạng sinh học cao hơn và lưu trữ nhiều carbon trong đất hơn. Hoạt động khai thác gỗ và sản xuất than làm giảm đáng kể lượng biomass và carbon trong đất.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc trồng rừng phục hồi có hiệu quả trong việc tăng khả năng cô lập carbon tại vùng đất khô cằn bị suy thoái, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về tác động tích cực của trồng rừng đối với phục hồi đất và giảm phát thải khí nhà kính. Sự khác biệt về khả năng lưu trữ carbon giữa các loài cây phản ánh đặc tính sinh học và khả năng cố định đạm của Acacia mangium, giúp tăng sinh khối và cải thiện đất. Tuy nhiên, tác động tiêu cực của khai thác gỗ làm giảm hiệu quả lưu trữ carbon, nhấn mạnh tầm quan trọng của quản lý bền vững rừng.

Dữ liệu viễn thám kết hợp với phân tích thực địa cung cấp bằng chứng định lượng về sự gia tăng diện tích rừng và khả năng lưu trữ carbon theo thời gian, có thể được trình bày qua biểu đồ tăng trưởng diện tích rừng và biểu đồ phân bố carbon trong các lớp đất và biomass. Các đặc tính đất như pH, mật độ khối và hàm lượng dinh dưỡng cũng có mối tương quan chặt chẽ với hàm lượng carbon, cho thấy sự cải thiện chất lượng đất song song với phục hồi rừng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường trồng rừng với loài Acacia mangium: Khuyến khích sử dụng Acacia mangium trong các chương trình phục hồi đất khô cằn nhằm tối ưu hóa khả năng lưu trữ carbon và cải thiện đất, với mục tiêu tăng diện tích rừng trồng thêm khoảng 300 ha/năm trong vòng 5 năm tới, do các cơ quan quản lý rừng và nông nghiệp địa phương thực hiện.

2. Quản lý bền vững rừng tự nhiên và rừng trồng: Áp dụng các biện pháp kiểm soát khai thác gỗ và sản xuất than nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến biomass và carbon trong đất, đồng thời phát triển các mô hình khai thác hợp lý, có thể thực hiện trong vòng 3 năm với sự phối hợp của chính quyền địa phương và cộng đồng dân cư.

3. Giám sát và đánh giá liên tục bằng công nghệ viễn thám: Thiết lập hệ thống giám sát diện tích rừng và chất lượng đất định kỳ hàng năm bằng ảnh vệ tinh và khảo sát thực địa để đánh giá hiệu quả các biện pháp phục hồi, do các viện nghiên cứu và cơ quan quản lý môi trường triển khai.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo kỹ thuật trồng rừng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn cho người dân địa phương về lợi ích của trồng rừng, kỹ thuật trồng và bảo vệ rừng nhằm tăng cường sự tham gia và giảm thiểu khai thác trái phép, thực hiện liên tục trong 3 năm đầu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng và điều chỉnh các chương trình phục hồi rừng, giảm thiểu biến đổi khí hậu và quản lý đất đai bền vững tại các vùng đất khô cằn.

2. Các nhà nghiên cứu và học giả trong lĩnh vực địa lý, sinh thái học và quản lý tài nguyên thiên nhiên: Tham khảo phương pháp luận kết hợp viễn thám và phân tích thực địa, cũng như các kết quả về ảnh hưởng của trồng rừng đến lưu trữ carbon.

3. Các tổ chức phi chính phủ và phát triển nông thôn: Áp dụng các khuyến nghị về trồng rừng và quản lý rừng bền vững trong các dự án phục hồi đất và phát triển cộng đồng tại các vùng bị sa mạc hóa.

4. Cộng đồng địa phương và người dân vùng đất khô cằn: Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng trong bảo vệ đất, cải thiện sinh kế và giảm thiểu tác động biến đổi khí hậu, từ đó tham gia tích cực vào các hoạt động trồng và bảo vệ rừng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao trồng rừng lại quan trọng trong việc giảm sa mạc hóa?
   Trồng rừng giúp tăng độ che phủ thực vật, cải thiện độ màu mỡ đất, giảm xói mòn và tăng khả năng lưu trữ carbon trong đất và sinh khối, từ đó phục hồi chức năng sinh thái và giảm phát thải khí nhà kính.

2. Loài cây nào phù hợp nhất để trồng rừng phục hồi ở vùng đất khô cằn?
   Acacia mangium được đánh giá cao nhờ khả năng cố định đạm, sinh trưởng nhanh và tăng lưu trữ carbon hiệu quả hơn so với Azadirachta indica trong 10 năm đầu.

3. Tác động của khai thác gỗ đến khả năng lưu trữ carbon như thế nào?
   Khai thác gỗ và sản xuất than làm giảm biomass và lượng carbon trong đất, làm suy giảm hiệu quả của các chương trình trồng rừng phục hồi.

4. Phương pháp nào được sử dụng để đo lượng carbon trong đất và sinh khối?
   Carbon trong đất được đo bằng phương pháp đốt cháy mẫu đất ở 900°C, biomass được ước tính qua đo đường kính thân, chiều cao cây và áp dụng các phương trình allometric chuyên biệt.

5. Làm thế nào để giám sát hiệu quả trồng rừng và lưu trữ carbon?
   Kết hợp sử dụng ảnh vệ tinh (viễn thám) để theo dõi diện tích rừng và khảo sát thực địa để đo mẫu đất và biomass, từ đó đánh giá sự thay đổi lưu trữ carbon theo thời gian.

Kết luận

• Trồng rừng phục hồi tại vùng đất khô cằn Bình Thuận giúp tăng đáng kể khả năng lưu trữ carbon trong đất và sinh khối, góp phần giảm sa mạc hóa và biến đổi khí hậu.
• Acacia mangium thể hiện hiệu quả lưu trữ carbon cao hơn so với Azadirachta indica trong 10 năm đầu sau trồng.
• Rừng tự nhiên lưu trữ nhiều carbon trong đất hơn và duy trì đa dạng sinh học cao, nhưng chịu tác động tiêu cực từ khai thác gỗ.
• Các đặc tính đất như pH, mật độ khối và hàm lượng dinh dưỡng có mối liên hệ chặt chẽ với hàm lượng carbon, phản ánh sự cải thiện chất lượng đất theo quá trình phục hồi rừng.
• Cần triển khai các biện pháp quản lý bền vững rừng, giám sát liên tục và nâng cao nhận thức cộng đồng để đảm bảo hiệu quả lâu dài của các chương trình trồng rừng phục hồi.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng và cộng đồng địa phương áp dụng các giải pháp trồng rừng phù hợp, đồng thời thiết lập hệ thống giám sát và quản lý bền vững để bảo vệ và phát huy tiềm năng lưu trữ carbon của vùng đất khô cằn.