Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng trồng thuần loài trang (kandelia obovata) 18, 17,16 tuổi trồng tại xã đa lộc, huyện hậu lộc, tỉnh thanh hóa

So sánh lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất, dưới mặt đất của quần thể rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, Thanh Hóa .... Với khuôn khổ một luận văn thạc sĩ, tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO BỂ CHỨA CACBON CỦA RỪNG TRỒNG THUẦN LOÀI TRANG

(Kandelia obovata) 18, 17,16 TUỔI TRỒNG TẠI XÃ ĐA LỘC,

HUYỆN HẬU LỘC, TỈNH THANH HÓA

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

ĐÀM TRỌNG ĐỨC

HÀ NỘI, NĂM 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO BỂ CHỨA CACBON CỦA RỪNG TRỒNG THUẦN LOÀI TRANG

(Kandelia obovata) 18, 17,16 TUỔI TRỒNG TẠI XÃ ĐA LỘC,

HUYỆN HẬU LỘC, TỈNH THANH HÓA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: TS Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Cán bộ chấm phản biện 1: TS Nguyễn Thị Hồng Liên

Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Thế Hưng

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày tháng 9 năm 2017

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đàm Trọng Đức

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn thạc sĩ với tên đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá khả

năng tạo bể chứa cacbon của rừng trồng thuần trang (Kandelia obovata) 18, 17,

16 tuổi trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa” Tôi xin chân

thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Hồng Hạnh đã hướng dẫn tôi thực hiện luận văn trong suốt thời gian qua, truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm quý báu, chỉ bảo tận tình và động viên giúp tôi hoàn thành bài báo cáo luận văn này

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn ThS Nguyễn Xuân Tùng – Cán bộ thuộc Trung tâm Nghiên cứu hệ sinh thái Rừng ngập mặn, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và Nhóm sinh viên thực hiện đồ án tốt nghiệp về cacbon Đại học Khóa 3 đã đồng hành và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian đi thực địa

Tôi xin chân thành cảm ơn Hội chữ Thập đỏ xã Đa Lộc đã cung cấp cho tôi số liệu về Hiện trạng rừng ngập mặn, Trung tâm Tư liệu Khí tượng Thủy văn quốc gia

đã cung cấp các số liệu về điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu Đồng thời, tôi xin cảm ơn người dân xã Đa Lộc đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực địa

Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến Quý thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý giá trong suốt thời gian học cao học tại trường

Cảm ơn các anh chị, bạn bè những người bạn đồng hành trong quãng thời gian học cao học, những người đã luôn sát cánh, giúp đỡ, động viên và là nguồn động lực để tôi vươn lên

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý thầy, cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

HỌC VIÊN

Đàm Trọng Đức

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do lựa chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Nghiên cứu sinh khối của rừng ngập mặn 4

1.1.1 Các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn trên thế giới 4

1.1.2 Các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn ở Việt Nam 5

1.1.3 Phương pháp xác định sinh khối của cây và của rừng 8

1.2 Sự tích lũy cacbon trong sinh khối cây rừng ngập mặn 9

1.2.1 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong sinh khối cây rừng ngập mặn trên thế giới 9

1.2.2 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong sinh khối cây rừng ngập mặn ở Việt Nam 11

1.2.3 Phương pháp xác định lượng cacbon tích lũy trong sinh khối của cây 12 1.3 Sự tích lũy cacbon trong đất của rừng ngập mặn 14

1.3.1 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong đất của rừng ngập mặn trên thế giới 14

1.3.2 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong đất của rừng ngập mặn ở Việt Nam 15

1.4 Phương pháp định lượng cacbon tích lũy của rừng 18

1.5 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 20

1.5.1 Vị trí địa lý 20

1.5.2 Khí hậu 21

1.5.3 Thủy văn 23

1.5.4 Thổ nhưỡng 24

1.6 Đặc điểm rừng trồng khu vực nghiên cứu 24

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng và địa điểm nghiên cứu 26

2.2 Thời gian nghiên cứu 28

2.3 Phương pháp nghiên cứu 28

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 28

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 28

2.3.3 Xác định chiều cao, đường kính và mật độ của rừng trồng 30

2.3.4 Phương pháp xác định sinh khối của cây và của rừng 30

2.3.5 Phương pháp xác định lượng cacbon trong cây và quần thể rừng 31

2.3.6 Phương pháp xác định lượng CO2 hấp thụ tạo ra sinh khối của cây 31

2.3.7 Phương pháp xác định lượng cacbon trong đất 31

2.3 Phương pháp đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn 35

2.3.9 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 36

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Đặc điểm sinh học của rừng trồng thuần loài trang 37

3.2 Sinh khối trên mặt đất, dưới mặt đất và sinh khối tổng số của rừng – cơ sở để xác định lượng cacbon tích lũy trong sinh khối của rừng 40

3.2.1 Sinh khối trên mặt đất của cây và quần thể rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 40

3.2.2 Sinh khối dưới mặt đất của cây và quần thể rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 43

3.2.3 Sinh khối tổng số của cây cá thể và quần thể rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 45

3.3 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối của cây và quần thể rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 47

3.3.1 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của cây và quần thể rừng trang 47

3.3.2 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của cây và quần thể rừng trang 50

3.3.3 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối cây và quần thể rừng trang 52

3.3.4 Sự hấp thụ CO2 tạo nên sinh khối của quần thể rừng trang trồng ven biển xã

Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 56 3.4 Lượng cacbon trong đất rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 57 3.4.1 Hàm lượng cacbon (%) trong đất 57 3.4.2 Lượng cacbon (tấn/ha) tích lũy trong đất rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 60 3.5 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng 62 3.5.1 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối của rừng trang trồng ven biển xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hoa 63 3.5.2 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong đất rừng trang trồng ven biển xã

Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 64 3.5.3 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong rừng trang 18, 17, 16 tuổi trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BĐKH : Biến đổi khí hậu

CIFOR : Trung tâm nghiên cứu Lâm nghiệp Quốc tế (Center For

International Forestry Research)

IPCC : Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental

Panel on Climate Change).

REDD : Giảm phát thải khí nhà kính thông qua các nỗ lực hạn chế mất

rừng và suy thoái rừng tại các nước đang phát triển (Reducing

Emisson from Deforestation and Degradation in developing

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Sinh khối tổng số của rừng đước (R apiculata) theo tuổi rừng 8

Bảng 3.1 Mật độ, đường kính, chiều cao của cây rừng trồng thuần loài trang 37

Bảng 3.2 Sinh khối trên mặt đất của cây trang ở các độ tuổi khác nhau 40

Bảng 3.3 Sinh khối trên mặt đất của quần thể rừng trang 41

ở các độ tuổi khác nhau 42

Bảng 3.4 Sinh khối dưới mặt đất của cây trang ở các độ tuổi khác nhau 43

Bảng 3.5 Sinh khối dưới mặt đất của quần thể rừng trang 44

ở các độ tuổi khác nhau 44

Bảng 3.6 Sinh khối tổng số của cây trang ở các độ tuổi khác nhau 45

Bảng 3.9 Lượng cacbon tích lũy trên mặt đất của quần thể rừng trang ở các độ tuổi khác nhau 49

Bảng 3.10 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của cây trang ở các độ tuổi khác nhau 50

Bảng 3.11 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của quần thể rừng trang ở các độ tuổi khác nhau 52

Bảng 3.12 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối tổng số của cây trang 53

ở các độ tuổi khác nhau 53

Bảng 3.13 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối tổng số của quần thể rừng trang ở các độ tuổi khác nhau 54

Bảng 3.14 Lượng CO2 hấp thụ tạo nên sinh khối của rừng trang ở các độ tuổi khác nhau (tấn/ha) 56

Bảng 3.15 Hàm lượng cacbon (%) trong đất rừng trang 18, 17, 16 tuổi và khu vực không có rừng ở các độ sâu khác nhau 57

Bảng 3.16 Lượng cacbon (tấn/ha) trong đất rừng trồng thuần loài trang 18, 17, 16 tuổi và khu vực không có rừng 60

Bảng 3.17 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất của rừng trang 18 tuổi, 17 tuổi và 16 tuổi vào năm 2016, 2017 63

Bảng 3.18 Sự thay đổi bể chứa cacbon trong sinh khối trên, dưới mặt đất và tổng số của rừng trang trồng ven biển xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, Thanh Hóa 64

Bảng 3.19 Lượng cacbon (tấn/ha) tích lũy ở các độ sâu khác nhau của đất rừng trang 18, 17, 16 tuổi vào năm 2016, 2017 65 Bảng 3.20 Sự thay đổi bể chứa cacbon trong đất của rừng trồng thuần loài trang 18,

17, 16 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 65 Bảng 3.21 Định lượng cacbon của rừng trồng thuần loài trang (Kandelia obovata)

18, 17, 16 tuổi tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 67

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Rừng trang (Kandelia obovata) 26

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 29

Hình 3.1 Đặc trưng mật độ rừng theo độ tuổi 38

Hình 3.2 Chiều cao trung bình của cây trang theo tuổi rừng 38

Hình 3.3 Đường kính trung bình thân cây trang theo tuổi rừng 39

Hình 3.4 Sinh khối trên mặt đất của cây trang (Kandelia obovata) 41

Hình 3.5 Sinh khối trên mặt đất của quần thể rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 42

Hình 3.6 Sinh khối dưới mặt đất của cây trang (Kandelia obovata) 43

Hình 3.7 Sinh khối dưới mặt đất của rừng trang trồng ở xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 44

Bảng 3.7 Sinh khối tổng số của quần thể rừng trang ở các độ tuổi khác nhau 46

Hình 3.8 Sinh khối tổng số của quần thể rừng trang (Kandelia obovata) trồng ở xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 47

Hình 3.9 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của cây trang (Kandelia obovata) 48

Hình 3.10 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của quần thể rừng trang trồng ở xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa 49

Hình 3.11 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của cây trang (Kandelia obovata) 51

Hình 3.12 Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của quần thể rừng trang ở các độ tuổi khác nhau 52

Hình 3.13 So sánh lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất, dưới mặt đất của quần thể rừng trang trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, Thanh Hóa 55

Hình 3.14 Hàm lượng cacbon (%) trong đất có rừng và đất không rừng 59

Hình 3.15 Lượng cacbon (tấn/ha) ở các độ sâu khác nhau của đất có rừng và đất không có rừng 61

Hình 3.16 Tổng lượng cacbon (tấn/ha) tích lũy trong đất ở độ sâu 0 - 100 cm của rừng 18, 17, 16 tuổi và đất không có rừng 62

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là một vấn đề cấp bách trên toàn cầu hiện nay nói chung và Việt Nam nói riêng Biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hầu hết các quốc gia, các tác động xấu có thể kể đến như: băng tan, nước biển dâng, xâm nhập mặn, phá hủy hệ sinh thái… Lý do chủ yếu của hiện tượng này là

sự gia tăng quá mức lượng khí nhà kính trong khí quyển, làm cho nhiệt độ của Trái đất nóng lên Trong các khí nhà kính, CO2 được coi là tác nhân chính vì có nồng độ lớn trong khí quyển

Để chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, rất nhiều giải pháp đã được đưa ra, trong đó bảo vệ, phát triển bền vững rừng là biện pháp đang được quan tâm Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, rừng nói chung và rừng ngập mặn nói riêng đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ CO2 và chống lại BĐKH do ảnh hưởng của nó đến chu trình cacbon toàn cầu CO2 đi vào chu trình cacbon thông qua quá trình quang hợp của thực vật và tích lũy trong sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất của cây (Nguyễn Thị Hồng Hạnh, 2016) [3] Hệ sinh thái rừng bao phủ chỉ 30% bề mặt Trái đất, tuy nhiên lại chứa đến 80% sinh khối cacbon trên bề mặt của Trái đất Vì thế, rừng là một trong những bể chứa cacbon lớn, giúp duy trì chu trình cacbon và làm giảm biến đổi khí hậu

Nhận thấy tầm quan trọng của rừng trong việc ứng phó với biến đổi khí hậu, Hội đồng liên chính phủ về biến đối khí hậu (IPCC) đã đưa ra chương trình REDD (Reducing Emission Deforestatian and Forest Degradation: Giảm phát thải khí nhà kính thông qua các nỗ lực hạn chế mất rừng và suy thoái rừng) và REDD+ (giai

đoạn sau của REDD, Giảm phát thải khí nhà kính thông qua các nỗ lực hạn chế mất

rừng và suy thoái rừng; Bảo tồn trữ lượng cacbon rừng; Quản lý bền vững tài nguyên rừng; và tăng cường trữ lượng cacbon rừng để nhận được sự hỗ trợ về mặt tài chính từ các nước phát triển) Theo hệ thống này, các nước sẽ đo đếm và giám sát lượng CO2 phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng Sau một giai đoạn tính toán nhất định, các nước sẽ tính toán lượng giảm phát thải và nhận được số tín chỉ cacbon rừng có thể trao đổi trên thị trường dựa trên giảm thiểu này Các tín chỉ sau

đó sẽ được đem bán trên thị trường cacbon toàn cầu

Việt Nam là nước chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của biến đổi khí hậu Vì vậy, mục tiêu chung của Việt Nam là đóng góp vào việc giảm phát thải khí nhà kính, tăng diện tích rừng và lượng cacbon tích lũy góp phần giảm thiểu các tác động của

BĐKH, thúc đẩy phát triển bền vững REDD và REDD+ là một trong những giải pháp quan trọng để Việt Nam có thể thực hiện được mục tiêu này Tháng 6/2012, chương trình hành động quốc gia về REDD+ đã được phê duyệt

Để tham gia vào chương trình REDD và REDD+, Việt Nam cần phải tính toán được trữ lượng cacbon của rừng hay ước tính được sinh khối, trữ lượng cacbon rừng lưu trữ và lượng CO2 hấp thụ hoặc phát thải trong quá trình quản lý rừng Từ đó có thể tính được tín chỉ cacbon rừng trong giảm phát thải và thu được nguồn tài chính

từ dịch vụ mua bán tín chỉ cacbon Để định lượng được lượng cacbon rừng, theo IPCC (2006) [32] có 5 bể chứa cacbon trong rừng được xác định là:

(1) Bể chứa cacbon trong thực vật ở trên mặt đất

(2) Bể chứa cacbon trong thực vật ở dưới mặt đất

(3) Bể chứa cacbon trong thảm mục hay lượng rơi

(4) Bể chứa cacbon trong cây gỗ chết

(5) Bể chứa cacbon trong đất, dưới dạng cacbon hữu cơ

Với khuôn khổ một luận văn thạc sĩ, tôi đã lựa chọn nghiên cứu khả năng tạo

bể chứa cacbon trong sinh khối trên mặt đất, dưới mặt đất của cây rừng và bể chứa

cacbon trong đất rừng với tên đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng trồng thuần trang (Kandelia obovata) 18, 17, 16 tuổi trồng tại xã

Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng trồng thuần loài trang

(Kandelia obovata) 18, 17,16 tuổi trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh

Hóa

Cung cấp cơ sở khoa học và các thông tin để tham gia các chương trình thực hiện cắt giảm khí nhà kính như REDD, REDD+ tại các dải ven biển Việt Nam

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm sinh học, đặc tính sinh thái của rừng trang (Kandelia

obovata) 18, 17, 16 tuổi trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa: mật

độ cây rừng, đường kính và chiều cao thân cây – cơ sở xác định sinh khối của rừng

và lượng cacbon trong sinh khối

- Nghiên cứu sinh khối của cây (bao gồm sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất) tương ứng với các tuổi rừng – cơ sở xác định lượng cacbon trong cây và quần thể rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong sinh khối cây (trên mặt đất và dưới

mặt đất) của cây và quần thể rừng ngập mặn trồng thuần loài trang (Kandelia

obovata) 18, 17, 16 tuổi trồng tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong đất trồng thuần loài trang (Kandelia

obovata) tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

- Từ kết quả nghiên cứu trên, đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon (thông qua ba bể chứa) của rừng ngập mặn trồng thuần loài trang tại xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa

Toàn bộ nội dung nghiên cứu của luận văn được thể hiện qua sơ đồ sau:

Hình 1 Sơ đồ liên kết các nội dung nghiên cứu của luận văn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu sinh khối của rừng ngập mặn

Sinh khối thực vật là tổng lượng chất hữu cơ mà cây tích lũy được trong các

bộ phận: thân, cành, lá, rễ, hoa, quả… Sinh khối được đánh giá bằng tỷ lệ trọng lượng khô trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm và được tính bằng tấn/ha hoặc kg/ha

Trong một khu rừng, cây gỗ và cây bụi tạo thành thành phần chủ yếu của sinh khối trên mặt đất Tổng sinh khối trên mặt đất của rừng biến động mạnh và phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên (thời tiết, khí hậu, đất…) Đối với RNM, sinh khối rừng còn phụ thuộc vào tần xuất và thời gian ngập nước do thủy triều (Nguyễn Hoàng Trí (2006) [20] Ngoài ra, sinh khối cũng bị chi phối bởi độ tuổi của rừng và các loài cây trong rừng Đối với rừng non, việc tích lũy cacbon sẽ diễn ra liên tục thông qua việc sinh trưởng và phát triển của cây Kích thước cây rừng và mật độ rừng là những nhân tố chính quyêt định sinh khối của rừng Khi kích thước cây rừng tăng lên, sinh khối của cây cũng tăng

Cacbon trong khí quyển dưới dạng CO2 được chuyển hóa thành chất hữu cơ

và tích lũy trong cây dưới dạng sinh khối Như vậy, xác định được sinh khối RNM chính là cơ sở để xác định lượng cacbon tích lũy trong RNM

Hiện trên thế giới và Việt Nam đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về sinh khối rừng

1.1.1 Các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn trên thế giới

Đối với rừng ngập mặn tự nhiên, công trình đầu tiên nghiên cứu đánh giá sinh khối và tăng trưởng của rừng có tính chất hệ thống và tương đối hoàn chỉnh là của Golley F B., Odum và Wilson (1958 – 1962) trên đối tượng rừng đước đỏ

(Rhizophora mangle) ở Puerto Rico Năm 1975, các tác giả tiếp tục nghiên cứu sinh

khối của rừng đước (Rhizophora apiculata) ở Panama và cho thấy, sinh khối tổng

số là 62,7 tấn/ha của rừng đước đỏ (R mangle) và 278,9 tấn/ha của rừng đước (R

brevistyla) (dẫn theo Nguyễn Hoàng Trí, 1986) [18]

Năm 1987, Aksornkoae S và cộng sự nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn tự

nhiên ở Thái Lan cho thấy, rừng đước (R apiculata) có sinh khối là cao nhất với 701,9 tấn/ha, tiếp đến là rừng vẹt (Bruguiera sp.) 243,75 tấn/ha và thấp nhất là rừng

xu (Xylocarpus sp.) 20,1 tấn/ha (dẫn theo Vũ Đoàn Thái, 2003) [15]

Đối với rừng trồng, theo nghiên cứu của Hai Ren và cộng sự (2010) [30],

nghiên cứu rừng bần (Sonneratia apetala) trồng tại Trung Quốc ở giai đoạn 4, 5, 8

và 10 tuổi có sinh khối lần lượt là 47,9 tấn/ha; 71,7 tấn/ha; 95,9 tấn/ha và 108,1 tấn/ha Tác giả đã chỉ ra rằng sinh khối trên mặt đất và sinh khối dưới mặt đất của

rừng tăng dần theo tuổi rừng Sinh khối của loài bần (Sonneratia apetala) tăng trưởng

nhanh ở giai đoạn từ 4 tới 5 tuổi, sau giai đoạn rừng 5 tuổi thì tích lũy sinh khối chậm Sinh khối thân và rễ chiếm tỉ lệ lớn nhất là 60% so với tổng sinh khối Tỉ lệ BGB/AGB ở rừng trồng 4, 5, 8, 10 tuổi là 0,2 ; 0,2; 0,3 và 0,3 Tác giả đã xây dựng

được phương trình tương quan sinh trưởng của loài bần (Sonneratia apetala) sử dụng

biến là đường kính ngang ngực D1,3; và chiều cao H

Các công trình nghiên cứu sinh khối trên mặt đất (AGB) của rừng:

Năm 1999, Liao W B và cs [34] cũng đã nghiên cứu sinh khối trên mặt đất 3

loại rừng trồng khác nhau: rừng bần chua (S caseolaris) 6 tuổi, rừng trồng hỗn giao giữa bần chua (S caseolaris) và trang (K candel) 6 tuổi, rừng trang (K candel) 11

tuổi trồng tại tỉnh Phúc Kiến, Trung Quốc Kết quả nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của 3 loại rừng là 20,0; 38,5; 29,4 tấn/ha

Chandra I A và cs (2011) [27] nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của rừng

đước (R apiculata) 15 tuổi trồng tại Lawas, Malaysia có sinh khối là 116,79 tấn/ha

Dựa vào kết quả nghiên cứu, tác giả đã nhận định, sinh khối trên mặt đất phụ thuộc vào địa hình, loại đất, loài cây, tuổi rừng, Ngoài ra, còn phụ thuộc vào thành phần loài, khí hậu, cấu trúc trầm tích, dinh dưỡng, độ mặn, nhiệt độ

Các công trình nghiên cứu về sinh khối dưới mặt đất (BGB) của rừng:

Kết quả nghiên cứu của Alongi và Dixon (2000) [22] về sinh khối dưới mặt

đất (BGB) ở rừng đước đôi (R apiculata) trồng tại Thái Lan ở các giai đoạn 5; 25 tuổi là 23,1 tấn/ha; 35,6 tấn/ha; trên đối tượng rừng đưng (R mucronata) ở Cuba

cho kết quả là 32,3 tấn/ha

Theo nghiên cứu của Komiyama A và cs (2000) [33] đã cho biết, sinh khối của rừng không chỉ phụ thuộc vào khả năng tích lũy sinh khối của cây mà còn phụ thuộc vào mật độ cây rừng, tuổi rừng, loài cây, đặc biệt với rừng chưa khép tán

1.1.2 Các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn ở Việt Nam

Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn tương đối nhiều, hầu hết các công trình nghiên cứu về sinh khối nhằm mục đích đánh giá năng suất sơ cấp của rừng Công trình nghiên cứu đầy đủ đầu tiên về sinh trưởng và

sinh khối của rừng ngập mặn tại Việt Nam có thể kể đến là của Nguyễn Hoàng Trí, năm 1986, tác giả đã nghiên cứu năng suất quần xã rừng đước đôi

(Rhizophora apiculata) ở rừng già, rừng tái sinh tự nhiên và rừng trồng 7 tuổi ở

Cà Mau, kết quả thu được về sinh khối của rừng lần lượt là 119,335 tấn/ha; 33,159 tấn/ha; 34,853 tấn/ha Trong đó, sinh khối rễ dưới mặt đất chiếm tỷ lệ khá lớn, sinh khối rễ đạt lần lượt là 21,225 tấn/ha; 3,817 tấn/ha; 3,378 tấn/ha [18] Năm 1998, Viên Ngọc Nam [11] đã nghiên cứu về sinh khối rừng đước đôi

(Rhizophora apiculata) ở Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh cũng đã xác định được

sinh khối tổng số, sinh khối bộ phận trên mặt đất cũng như cấu trúc sinh khối theo cấp kính, lượng tăng sinh khối hàng năm, tăng trưởng đường kính, năng suất lượng rơi, năng suất sơ cấp, phân hủy lượng rơi … Theo đó, tác giả đã xác định được sinh khối khô của rừng đước đôi 4, 8, 12, 16, 21 tuổi lần lượt là 16,9 tấn/ha; 92,2 tấn/ha; 119,71 tấn/ha; 148,26 tấn/ha và 148,71 tấn/ha Trong đó, sinh khối thân và cành chiếm tỷ lệ cao từ 61 – 87,3% trong các bộ phận của cây đước Tác giả nhận định rằng sinh khối của đước khác nhau và tăng dần theo độ tuổi, tăng nhanh ở giai đoạn cây từ 4 đến 8 tuổi sau đó tăng chậm cho đến khi cây 16 tuổi và hầu như ít có

sự tăng trưởng về sinh khối ở cây có độ tuổi cao hơn

Năm 1999, Phạm Văn Ngọt [14] đã tiến hành nghiên cứu về sinh khối cây

đưng (Rhizophora mucronata Lamk), cóc trắng (Lamnutitzera racemosa Wild.), vẹt đen (Brugiuera sexangula Poir.) và cây trang (Kandelia candel (L.) Druce) ở độ

tuổi 1, 2, 3 và 4 trong các đầm tôm bỏ hoang ở lâm viên Cần Giờ cho thấy sinh khối cây đưng là cao nhất, thấp nhất là sinh khối của cây cóc trắng

Đặng Trung Tấn (2002), xác định sinh khối trên mặt đất rừng đước đôi

(Rhizophora apiculata) tại Cà Mau ở giai đoạn 5, 10, 15, 25, 35 tuổi là 41,9 tấn/ha;

143,4 tấn/ha; 202,8 tấn/ha, 277,8 tấn/ha; 326,9 tấn/ha Đồng thời tác giả cũng đã xác định được phương trình tương quan giữa sinh khối khô các bộ phận với đường kính thân cây cũng như tương quan giữa tổng số sinh khối với tuổi rừng

Viên Ngọc Nam (2003) [12] đã nghiên cứu về sinh khối và năng suất sơ cấp

quần xã mắm trắng (Avicennia abla BL.) tự nhiên tại Cần Giờ, thành phố Hồ Chí

Minh Kết quả nghiên cứu sinh khối trung bình của rừng mắm trắng là 98,91 tấn/ha

Vũ Đoàn Thái (2003) [15] nghiên cứu về cấu trúc sinh khối của rừng trồng tại xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định ở tuổi 4, 5, 6, 9 Tác giả đã xác

định được sinh khối của cá thể và quần thể cây trang (Kandelia obovata) tăng theo

tuổi rừng Sinh khổi tổng số của rừng 4, 5, 6, 9 tuổi lần lượt là 24,449 tấn/ha; 36,4

tấn/ha; 45,709 tấn/ha; 127,533 tấn/ha Trong đó, rừng 9 tuổi có tỷ lệ sinh khối thân

là lớn nhất chiếm 57,3% tổng lượng sinh khối Rừng 4, 5, 6 tuổi có tỷ lệ sinh khối cành lần lượt là 32,8%; 30,8%; 25,2%

Lê Thị Hoài Thương (2006) [16] cũng nghiên cứu về sinh khối của rừng trang mới trồng, 7, 8 và 9 tuổi trồng tại xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Theo đó, tác giả đã xác định được sinh khối tổng số của rừng mới trồng 7, 8 và 9 tuổi lần lượt là 2,04 tấn/ha; 57,6 tấn/ha; 70,53 tấn/ha và 77,71 tấn/ha

Năm 2006, Mỵ Thị Hồng [8] đã nghiên cứu về sinh khối của rừng Bần chua

(Sonneratia caseolaris) 2, 3, 4 tuổi trồng tại xã Nam Hưng, huyện Tiền Hải, tỉnh

Thái Bình cho kết quả là 5,814 tấn/ha; 17,028 tấn/ha; 7,082 tấn/ha Kết quả đã chỉ

ra rằng cây bần chua 2, 3, 4 tuổi đang ở thời kỳ đầu quá trình sinh trưởng, cây tăng trưởng nhanh cả về thân, cành và hệ rễ, nên sinh khối khô của các bộ phận này thường cao

Okimoto Y và cs (2007) [38] đã nghiên cứu sinh khối của rừng trang

(Kandelia obovata) 5, 10, 15 tuổi trồng ở cửa sông Lèn, Thanh Hóa với mật độ

64,5; 89; 52 cây/100 m2 có sinh khối là 28,9 tấn/ha; 102 tấn/ha; 163 tấn/ha Theo tác giả sinh khối trên mặt đất (AGB) bao gồm chủ yếu sinh khối thân và cành Sinh khối lá cây ở rừng 10, 15 tuổi tương đương nhau và gấp 2,3 lần so với sinh khối lá cây của rừng 5 tuổi Okimoto Y và cs (2013) [39] phân tích đường cong sinh trưởng của cây đã tiến hành nghiên cứu so sánh sinh khối của rừng trang 5,

10, 15 tuổi trồng tại cửa sông Lèn, Thanh Hóa với rừng trang trồng tại Nam Định

ở các giai đoạn 2, 5, 7, 10 tuổi với mật độ 108; 108; 226; 178 cây/100 m2 cho thấy khả năng tích lũy sinh khối của rừng trang trồng tại Nam Định cao hơn so với rừng trang trồng tại Thanh Hóa

Điểm qua các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan tới đề tài nghiên cứu cho thấy các công trình nghiên cứu trên thế giới được tiến hành khá đồng bộ ở nhiều lĩnh vực, từ nghiên cứu cơ bản cho tới các nghiên cứu ứng dụng, trong đó, nghiên cứu sinh khối của rừng được nhiều tác giả quan tâm trong những năm gần đây; các phương pháp nghiên cứu cũng khá đa dạng và được hoàn thiện dần Các nghiên cứu này đã góp phần làm phong phú thêm những hiểu biết về sinh khối của các trạng thái rừng tự nhiên; xây dựng luận cứ cho việc xác định khả năng hấp thụ cacbon và lượng hóa những giá trị kinh tế - môi trường mà rừng đem lại; xa hơn nữa là xây dựng chính sách/cơ chế chi trả các dịch vụ môi trường cho các chủ rừng và các cộng đồng quản lý rừng ở nước ta Đồng thời nâng cao nhận thức của

cộng đồng về giá trị của rừng trong việc giảm nhẹ thiên tai, điều hòa khí hậu, giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu

1.1.3 Phương pháp xác định sinh khối của cây và của rừng

Để xác định sinh khối cây rừng, các tác giả đã sử dụng phương pháp cây trung bình, phương pháp khai thác toàn bộ và phương pháp tương quan sinh trưởng Để

có thể ước lượng sinh khối của toàn bộ cây hoặc của từng bộ phận như thân, cành,

lá, rễ Các tác giả đã xây dựng phương trình hồi quy sinh trưởng thông qua các chỉ

số kích thước của cây như đường kính hay chiều cao Các chỉ số này đều dễ đo, thời gian đo nhanh và đặc biệt là không cần phải chặt cây Để thuận lợi trong tính toán cây rừng lớn, nhiều tác giả đã dùng một nhân tố là đường kính để tính sinh khối của cây bằng phương trình hồi quy Trong khi đó, một số tác giả như Nguyễn Hoàng Trí (1986) [18], đã thêm nhân tố chiều cao của cây để tính sinh khối làm tăng mức độ chính xác cho phương trình áp dụng vào thực tế

Năm 2011, Nguyễn Kim Trung nghiên cứu sinh khối của rừng đước (R

apiculata) trồng tại Kiên Giang ở các độ tuổi khác nhau Để xác định sinh khối trên

mặt đất tác giả sử dụng phương pháp cây trung bình, đối với sinh khối dưới mặt đất tác giả sử dụng phương trình hồi quy để tính toán Kết quả nghiên cứu của Nguyễn

Kim Trung về sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất của rừng đước (R apiculata)

được thể hiện qua bảng 1.1

Bảng 1.1 Sinh khối tổng số của rừng đước (R apiculata) theo tuổi rừng Tuổi rừng Sinh khối trên mặt đất

(tấn/ha)

Sinh khối dưới mặt đất (tấn/ha)

Sinh khối tổng số (tấn/ha)

đã ước tính trữ lượng sinh khối toàn bộ rừng trang (Kandelia obovata) tại Giao Lạc,

Giao Thủy, Nam Định ở các độ tuổi 8, 9, 10, 11 với sinh khối lần lượt đạt 52,6 tấn/ha; 72,7 tấn/ha; 83,3 tấn/ha; 95,67 tấ/ha Từ các kết quả nghiên cứu, tác giả đã

chỉ ra rằng sinh khối tăng theo tuổi rừng Để làm rõ điều đó, năm 2016 Nguyễn Thị

Hồng Hạnh và cộng sự nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu định lượng cacbon tích lũy

để đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của RNM ở vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ” [3], bằng phương pháp chặt cây trung bình Kết quả nghiên cứu sinh khối quần

thể rừng trang trồng thuần loài ở độ tuổi 10, 11, 13 lần lượt là 81,25 tấn/ha, 91,80 tấn/ha, 138,27 tấn/ha Sinh khối quần thể bần chua trồng thuần loài ở độ tuổi 10, 11,

13 lần lượt là 61,91 tấn/ha, 71,86 tấn/ha, 85,65 tấn/ha Sinh khối quần thể rừng trồng hốn giao hai loài bần chua và trang ở độ tuổi 10, 11, 13 lần lượt là 50,79 tấn/ha, 73,92 tấn/ha, 93,84 tấn/ha Từ kết quả nghiên cứu, Nguyễn Thị Hồng Hạnh

đã chỉ ra rằng ở cấp độ quần thể sinh khối rừng trồng thuần loài trang là cao nhất trong 3 loại rừng này Đồng thời, từ kết quả nghiên cứu về sinh trưởng của cây và sinh khối cây trung bình, Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) đã xây dựng phương trình

hồi quy để xác định sinh khối cây trang (Kandelia obovata) dựa vào đường kính của

cây, cụ thể như sau:

Đối với loài trang (Kandelia obovata): B = 0,10316D1,85845;

Btrên mặt đất = 0,04975D1,94748;

Bdưới mặt đất = 0,01420D2,12146

1.2 Sự tích lũy cacbon trong sinh khối cây rừng ngập mặn

1.2.1 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong sinh khối cây rừng ngập mặn trên thế giới

Cũng giống như các hệ sinh thái rừng khác, rừng ngập mặn với tán lá rộng, dày và thường xanh quanh năm nên có khả năng hấp thụ và tích luỹ một lượng lớn

CO2 từ quá trình quang hợp Theo Sato và cộng sự (2001) [44], năng suất sơ cấp tổng số (GPP) của rừng ngập mặn là 15,2 tấn cacbon hữu cơ/tấn/năm, tương đương với 57,15 tấn CO2/ha/năm Sato K và Kanatomi M (2000) [43] cho biết, khả năng tích luỹ cacbon của rừng ngập mặn có thể tương đương hoặc lớn hơn các loại rừng nội địa và đóng góp khá lớn trong việc chuyển hoá và cân bằng các loại khí nhà kính vùng ven biển Hàng năm, hệ sinh thái rừng ngập mặn tích luỹ vào khoảng 3,7 tấn C/ha/năm, tương đương với 13,91 tấn CO2/ha/năm (Matsui, 1998) [35] Lượng cacbon tích luỹ trong cây ở dạng tăng sinh khối các bộ phận của cây như: thân, cành, lá, rễ

Sự tích luỹ cacbon trong cây rừng ngập mặn cao hay thấp phụ thuộc vào loại rừng, cấu trúc và thành phần tuổi cây Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thanh Hà và cộng sự, 2002 [28] về hàm lượng cacbon tích luỹ trong cây (Sinh khối trên mặt đất

và sinh khối dưới mặt đất) ở các loại rừng trồng có thành phần, mật độ khác nhau tại một số rừng ngập mặn ở miền Nam Thái Lan và Indonesia cho biết, tuỳ vào loại rừng, đặc điểm về cấu trúc, tuổi cây mà hàm lượng cacbon tích luỹ trong sinh khối cây là khác nhau (bảng 1.2)

Bảng 1.2 Tích luỹ cacbon trong cây rừng ngập mặn

Địa điểm

Mật độ cây (cây/ha)

C trong cây (tấn/ha)

Đước đôi (Rhizophora apiculata Bl.) -

Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza) - Cui biển

mắm biển (Avicennia marina) có mật độ cao nên lượng cacbon tích lũy của rừng trong một năm cao hơn các rừng khác Cụ thể, đối với rừng mắm biển (Avicennia

marina) có mật độ 2337,50 cây/ha; sinh khối là 29,06 tấn/ha, lượng cacbon tích lũy

trong 1 năm là 8,19 tấn/ha/năm; tiếp theo là rừng giá (Excoecaria agallocha) có mật

độ 1462,50 cây/ha, sinh khối là 7,69 tấn/ha, lượng cacbon tích lũy trong 1 năm là

4,94 tấn/ha/năm; thấp hơn là rừng đước đôi (Rhizophoza apiculata) có mật độ là

306,25 cây/ha, sinh khối là 4,31 tấn/ha, lượng cacbon tích lũy trong 1 năm là 1,19 tấn/ha/năm [42]

Bằng phương pháp phân tích sự trao đổi khí CO2 và phân tích đường cong sinh trưởng của cây, Okimoto Y và cộng sự, 2007 [40] đã ước tính khả năng cố

định CO2 trong cây rừng trang (Kandelia obovata) 5 tuổi, 10 tuổi và 15 tuổi trồng ở

cửa sông Lèn, Thanh Hoá Kết quả nghiên cứu cho biết, hàng năm sinh khối trên

mặt đất của rừng trang (K obovata) 5 tuổi, 10 tuổi, 15 tuổi tích luỹ được hàm lượng

cacbon tương ứng là 28,5; 13,7; 1,45 tấn/ha/năm

1.2.2 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong sinh khối cây rừng ngập mặn ở Việt Nam

Ở Việt Nam, đã có nhiều công trình nghiên cứu về HST RNM, nhưng công trình nghiên cứu về sự tích luỹ cacbon trong cây RNM theo hướng dẫn của IPCC (2006) còn hạn chế Các công trình thường tập trung nghiên cứu về đặc điểm, sinh trưởng, sinh khối, sinh thái, diễn thế… Các công trình nghiên cứu về sinh khối cây RNM của Nguyễn Hoàng Trí (1986) [18], Viên Ngọc Nam (2003) [12], …, chủ yếu đánh giá năng suất sinh học của rừng Đặc biệt, đóng góp lớn nhất cho các công trình khoa học về HST RNM, trồng và phục hồi RNM, đánh giá vai trò của RNM trong việc bảo vệ các vùng ven biển là của Phan Nguyên Hồng Từ năm 1961 đến nay, Phan Nguyên Hồng đã có nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến RNM như: thực vật RNM, sinh thái RNM, quá trình diễn thế và quan hệ giữa RNM với thuỷ sản Trong luận án Tiến sỹ Khoa học sinh học “Sinh thái thảm thực vật rừng ngập mặn Việt Nam” (1991), tác giả đã đề cập tương đối đầy đủ nhiều công trình nghiên cứu có liên quan đến RNM tại Việt Nam [5]

Theo Phan Nguyên Hồng (1991) [5], năng suất sơ cấp trung bình của RNM

hoặc lớn hơn các loại rừng nội địa và đóng góp khả năng lớn trong việc chuyển hóa và cân băng cấc loại khí nhà kính vùng ven biển Hàng năm, hệ sinh thái RNM tích lũy khoảng 3,7 tấn cacbon/ha/năm, tương đương với 13,91 tấn

CO2/ha/năm Lượng cacbon tích lũy trong cây ở dạng tăng sinh khối các bộ phận của cây như: thân, lá, rễ…

Sự tích lũy cacbon trong RNM cao hay thấp phụ thuộc vào cấu trúc của rừng

và thành phần tuổi cây Để làm rõ hơn về điều này, trong luận án tiến sĩ “Nghiên

cứu khả năng tích lũy cacbon của rừng trang (Kandelia obovata, Sheue, Liu &

Yong) trồng ven biển huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định” của Nguyễn Thị Hồng

Hạnh (2009) [2], tác giả đã tiến hành nghiên cứu khả năng tích lũy cacbon của rừng

1 tuổi, 5 tuổi, 6 tuổi, 8 tuổi, 9 tuổi Kết quả nghiên cứu đã cho thấy, rừng càng nhiều tuổi lượng cacbon trong cây càng tăng Từ mật độ và lượng cacbon tích lũy trong cây cá thể, tác giả đã tính toán được lượng cacbon tích lũy trong rừng Cụ thể, rừng

27,234 tấn/ha, rừng 6 tuổi đạt 29,077 tấn/ha, rừng 8 tuổi đạt 40,05 tấn/ha và cao nhất là rừng 9 tuổi đạt 48,028 tấn/ha Tác giả nhận xét: rừng càng nhiều tuổi thì khả năng tích lũy cacbon càng cao, hấp thụ được càng nhiều CO2 trong không khí Mật

độ cây cũng là yếu tố chi phối đến lượng cacbon tích lũy của rừng Hàng năm, lượng cacbon tích lũy trong cây rừng tương ứng với lượng CO2 mà cây rừng hấp thụ Điều này có ý nghĩa giúp làm giảm lượng CO2 trong bầu khí quyển

Trong thời gian gần đây, Nguyễn Hà Quốc Tín, Lê Tấn Lợi (2015) [17], đã khảo sát sinh khối và tích lũy cacbon trên mặt đất rừng ngập mặn tại cồn Ông

Trang, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau, trên 3 loài cây vẹt tách (Bruguiera

parviflora), đước đôi (Rhizophora apiculata), mắm trắng (Avicennia alba), xác định

sinh khối và tính toán lượng cacbon tích lũy trong cây bằng phương pháp của Komiyama, Ong, Poungparn (2008), xác định sinh khối lượng rơi và cacbon trong lượng rơi bằng phương pháp của Kauffman & Donato (2012) Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng sinh khối và tích lũy cacbon trên mặt đất tại vùng nghiên cứu lần lượt

là 555,98 tấn/ha và 269,21 tấn/ha, trong đó, sinh khối và tích lũy cacbon của đước đôi với giá trị lần lượt là 233,56 tấn/ha và 109,77 tấn/ha cao khác biệt có ý nghĩa thống kê so với mắm trắng, tiếp theo là vẹt tách với giá trị sinh khối và cacbon cây

là 170,23 tấn/ha và 80,01 tấn/ha, thấp nhất là mắm trắng chiếm ưu thế với giá trị sinh khối và cacbon cây 120,83 tấn/ha và 56,79 tấn/ha Sinh khối và cacbon tích lũy của vật rụng tại địa hình cao vẹt tách chiếm ưu thế tương ứng 13,03 tấn/ha và 9,64 tấn/ha, kế đến là địa hình trung bình đước đôi chiếm ưu thế lần lượt là 9,43 tấn/ha

và 8,01 tấn/ha, thấp nhất là địa hình thấp mắm trắng chiếm ưu thế tương ứng 8,90 tấn/ha và 4,99 tấn/ha

1.2.3 Phương pháp xác định lượng cacbon tích lũy trong sinh khối của cây

Việc xác định cacbon tích luỹ trong cây có thể sử dụng bằng các phương pháp khác nhau như, phương pháp phân tích hoá học trong phòng thí nghiệm của Loss on Ignition, Walkley-Black, phương pháp Chiurin hay phương pháp phân tích sự trao đổi khí CO2 và phân tích đường cong sinh trưởng của Okimoto Y Và cộng sự (2007) [40] Ngoài ra, hiện nay người ta có thể tính hàm lượng cacbon tích luỹ trong cây bằng cách chuyển đổi đơn vị và giá trị từ sinh khối thực vật Theo Nguyễn Hoàng Trí (2006) [20], việc chuyển đổi đơn vị và giá trị từ sinh khối thực vật sang các dạng cacbon tích luỹ và sau đó là CO2 được thực hiện theo cách tính thống nhất như sau:

- Tổng cacbon tích luỹ (tấn/ha) = Sinh khối tổng số (tấn/ha) x a (hệ số thay đổi

- Tổng lượng CO2 “tín dụng” (credit) (tấn/ha) = Tổng cacbon tích luỹ (tấn/ha)

x 3,67 (hằng số chuyển đổi được áp dụng cho tất cả các loại rừng)

Năm 2009, Viên Ngọc Nam [13] đã đưa ra hướng dẫn xác định giá trị tích tụ cacbon của một số loại rừng ngập mặn ở phía Nam làm cơ sở xác định giá trị dịch

vụ môi trường Tác giả đã đưa ra một số phương trình tương quan để xác định sinh

khối rừng của 1 số loài cây đặc thù phía Nam Tuy nhiên, trang (Kandelia obovata)

và bần chua (Sonneratia caseolaris) là hai loài được trồng chủ yếu ở miền Bắc,

chưa có phương trình đề xuất tính toán sinh khối rừng cũng như đánh giá hàm lượng cacbon của rừng Vì vậy, trong nghiên cứu của chúng tôi để xác định hàm lượng cacbon trong sinh khối, chúng tôi đo chiều cao, đường kính cây, chặt cây từ

đó xây dựng phương trình tương quan giữa đường kính và sinh khối của cây và quần thể rừng

Vào năm 2016, Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự [3] đã tiến hành nghiên cứu và chỉ ra được lượng cacbon tích lũy trong sinh khối của một số rừng ngập mặn trồng ben biển đồng bằng Bắc Bộ Kết quả cụ thể đối với rừng trồng thuần loài trang như sau:

- Rừng 3 tuổi có lượng cacbon tích lũy là 28,93tấn/ha, tương đương với lượng CO2 hấp thụ là 106,17 tấn/ha

- Rừng 4 tuổi có lượng cacbon tích lũy là 32,53 tấn/ha, tương đương với lượng CO2 hấp thụ là 119,39 tấn/ha

- Rừng 5 tuổi có lượng cacbon tích lũy là 38,28 tấn/ha, tương đương với lượng CO2 hấp thụ là 140,49 tấn/ha

- Rừng 10 tuổi có lượng cacbon tích lũy là 40,40 tấn/ha, tương đương với lượng CO2 hấp thụ là 148,27 tấn/ha

- Rừng 11 tuổi có lượng cacbon tích lũy là 49,30 tấn/ha, tương đương với lượng CO2 hấp thụ là 180,93 tấn/ha

- Rừng 13 tuổi có lượng cacbon tích lũy là 69,99 tấn/ha, tương đương với lượng CO2 hấp thụ là 256,86 tấn/ha

Từ kết quả nghiên cứu về sinh khối và lượng cacbon trong sinh khối, Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự (2016) đã đưa ra phương trình tính toán sinh khối thông qua đường kính của cây Từ sinh khối của cây, tính toán lượng cacbon trong cây theo hệ số chuyển đổi như sau:

Cacbon trong cây = Sinh khối cây x 0,4955 (hay 49,55%) (Hệ số 0,4955

áp dụng đối với loài trang)

1.3 Sự tích lũy cacbon trong đất của rừng ngập mặn

1.3.1 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong đất của rừng ngập mặn trên thế giới

Trên thế giới, từ đầu thế kỷ 21 đến nay, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu sâu hơn đến chu trình cacbon trong các HST ven biển nhiệt đới, vai trò của RNM trong việc tích luỹ cacbon trong đất và trong cây làm giảm khí CO2 - một trong những loại khí chính gây ra hiệu ứng nhà kính Các công trình nghiên cứu của Batjes N H (2001) [24], nghiên cứu hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM ở đầm lầy Senegal và cho kết quả về hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM là

90 - 257 tấn/ha Năm 2003, Bouillon S và cộng sự [26] nghiên cứu hàm lượng cacbon tích luỹ trong trầm tích RNM ở châu thổ sông Godovari, Ấn Độ và phía Tây Nam Srilanka đã cho biết, hàm lượng cacbon tích luỹ trong trầm tích RNM trung bình

là 0,6 - 31 % trọng lượng khô, có khi lên tới 75 %

Năm 2000, Fujimoto K và cộng sự [41] đã nghiên cứu một số loại RNM ở Thái Lan, kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM giảm dần theo độ sâu của đất, nguyên nhân là do quá trình sunfat hoá các chất hữu

cơ và hô hấp kỵ khí của đất Hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM Khlong Thom ở độ sâu (0 cm - 90 cm) dao động trong khoảng 464,7 - 627,0 tấn/ha, ở độ sâu (0 cm - 230 cm) dao động trong khoảng 1093,5 - 1126,1 tấn/ha, còn trong đất RNM Satun ở độ sâu (0 cm - 150 cm) hàm lượng cacbon tích luỹ dao động trong khoảng 218,4 - 460,1 tấn/ha, ở độ sâu (0 cm - 210 cm) dao động trong khoảng 460,1

- 633,9 tấn/ha Đồng thời kết quả nghiên cứu của Fujimoto cũng chỉ ra rằng, hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM phụ thuộc vào loại rừng Rừng đước đôi

(Rhizophora apiculata) thuần loại có khả năng tích luỹ cacbon cao hơn các loại

rừng khác

Kết quả nghiên cứu của Fujimoto phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thanh Hà và cộng sự (2002), hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất của một số RNM

ở miền Nam Thái Lan là 19,5 - 1158,1 tấn/ha với giá trị cao nhất tìm thấy trên rừng

đước (R apiculata) già [28]

Các kết quả nghiên cứu còn cho thấy, sự tích luỹ cacbon trong RNM phụ thuộc vào loài cây Theo nghiên cứu của Matsui N và cộng sự (2000) [36] về sự tích luỹ cacbon trong RNM ở vịnh Sawi của miền Nam Thái Lan ước tính đạt 1208

tấn C/ha (tính đến độ sâu 8,5m) Hàm lượng cacbon hữu cơ trong đất rừng ráng

(Acrostichum sp.) tới độ sâu 40cm là 347 tấn/ha, đất rừng dà (Ceriops sp.) tới độ sâu 45cm là 312 tấn/ha, đất rừng đước (Rhizophora sp.) tới độ sâu 40cm là 312 tấn/ha, đất rừng mắm (Avicennia sp.) tới độ sâu 50cm là 45 tấn/ha Hàm lượng cacbon hữu cơ tích luỹ trong rừng đâng (R stylosa) ở Australia dao động từ 140 -

330 tấn/ha và rừng mắm (A marina) từ 120 - 360 tấn/ha (Alongi, 2003) [23]

Theo thống kê của Hội đồng tư vấn Đức về sự thay đổi toàn cầu (WBGU), tính đến năm 1998 thì vùng đất ngập nước mặn chiếm một diện tích nhỏ nhưng lượng cacbon dự trữ tương đối cao (Mitra và cs 2005) [37]

1.3.2 Các công trình nghiên cứu về sự tích lũy cacbon trong đất của rừng ngập mặn ở Việt Nam

Với vai trò là 1 trong 9 nước làm mô hình thử nghiệm về REDD, các mục tiêu của chương trình REDD+ ở Việt Nam chú trọng ưu tiên vào các vùng suy giảm rừng

và có nguy cơ mất rừng Những ưu tiên trước mắt bao gồm trồng rừng nhằm bảo tồn đa dạng sinh học của rừng nhiệt đới, tăng trữ lượng cacbon rừng và thực hiện quản lý rừng bền vững Vì REDD+ được xem như là một chương trình đa ngành, mang tính khu vực và đòi hỏi sự tham gia tích cực của rất nhiều đối tượng, cần có những cải cách chính sách nhằm để cải thiện sự phối hợp giữa các bên đồng thời đảm bảo cơ chế hiệu quả và minh bạch REDD+ đã được lồng ghép vào ba chính sách lâm nghiệp chủ yếu ở Việt Nam: Chiến lược Phát triển Lâm nghiệp Quốc Gia

2006 – 2020; Kế hoạch Quốc Gia về Bảo vệ và Phát triển rừng; và Chiến lược REDD+ Quốc gia Việt Nam Nhờ các chính sách này, mà các công trình nghiên cứu

về sự tích luỹ cacbon tại Việt Nam ngày càng được thúc đẩy và mang lại nhiều kết quả to lớn

Năm 2000, Fujimoto K và cộng sự [41] nghiên cứu sự tích luỹ cacbon dưới mặt đất của RNM hỗn hợp rừng tự nhiên và rừng trồng ở Cà Mau và Cần Giờ, miền Nam Việt Nam Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng cacbon tích luỹ trong trầm tích RNM ở Cà Mau cao hơn so với RNM ở Cần Giờ Hàm lượng cacbon tích luỹ trong đất RNM Cà Mau ở độ sâu 0cm - 100cm dao động trong khoảng 25,85 - 47,92 kg/m2 tương ứng là 258,51 - 479,29 tấn/ha, còn trong đất RNM Cần Giờ ở độ sâu 0cm - 100cm dao động trong khoảng 24,52 - 30,99 kg/m2 tương ứng là 245,20 - 309,90 tấn/ha

Để đánh giá ảnh hưởng của tuổi cây và sự ngập nước của thuỷ triều đến nguồn cacbon tích luỹ trong đất, Nguyễn Thanh Hà và cộng sự (2004) [29] đã

nghiên cứu sự tích luỹ cacbon trong đất của rừng trang (Kandelia obovata) 9, 8,

6, 4 và 3 tuổi trồng ở huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định Kết quả nghiên cứu cho biết, hàm lượng cacbon tích luỹ dưới mặt đất rừng 9 tuổi là 95,8 tấn/ha, rừng 8 tuổi là 75,2 tấn/ha, rừng 6 tuổi là 78,1 tấn/ha, rừng 4 tuổi là 77,4 tấn/ha, rừng 3 tuổi là 83,6 tấn/ha Sự ngập nước của thuỷ triều ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến môi trường kỵ khí của trầm tích, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự tích luỹ cacbon trong đất

Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2009) với luận án tiến sĩ “Nghiên cứu khả năng tích

lũy cacbon của rừng trang (Kandelia obovata Sheue, Liu & Yong) trồng ven biển

huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định” [2] Kết quả cho thấy lượng cacbon tích lũy

trong đất ở độ sâu 0 − 100cm của rừng trang (Kandelia obovata) trong khoảng

68,373 − 92,183 tấn/ha, thấp nhất là rừng 1 tuổi với 68,373 tấn/ha Khu vực đất trống không có rừng lượng cacbon trong đất là không đáng kể với 50,70 tấn/ha Từ kết quả nghiên cứu này, đã xác định quá trình tích lũy cacbon trong đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: tuổi của cây rừng, sự phân giải vật chất hữu cơ trong đất, sự ngập triều và loài cây trồng Trong đó, sinh khối rễ và sự ngập nước thường xuyên của thủy triều là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến lượng cacbon tích lũy trong đất Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng Hạnh phù hợp với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thanh Hà và cộng sự (2004), nghiên cứu sự tích luỹ cacbon trong đất

của rừng trang (Kandelia obovata) 9, 8, 6, 4 và 3 tuổi trồng ở huyện Giao Thuỷ,

tỉnh Nam Định

Để đánh giá khả năng tích lũy cacbon trong đất của rừng ngập mặn, theo hướng dẫn của CIFOR (2012), năm 2015 Lê Tấn Lợi, Lý Hằng Ni đã nghiên cứu sự tích lũy cacbon trong đất tại rừng ngập mặn cồn Ông Trang, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau nhằm xác định khả năng tích lũy cacbon trong đất rừng tại các dạng địa hình mà trong đó các loài thực vật phát triển chiếm ưu thế khác nhau làm cơ sở ban đầu cho việc đánh giá giá trị dịch vụ hệ sinh thái rừng ngập mặn, địa hình cao tương ứng với

loài cây vẹt tách (Bruguiera parviflora) chiếm ưu thế, địa hình trung bình tương ứng với loài cây đước đôi (Rhizophora apiculata) chiếm ưu thế, địa hình thấp tương ứng với loài cây mắm trắng (Avicennia alba) chiếm ưu thế Tác giả đã sử dụng phương

pháp lập ô tiêu chuẩn theo CIFOR (2012), trên mỗi địa hình lập ô tiêu chuẩn dạng hình tròn có đường kính 24m và được lặp lại 3 lần theo lát cắt thẳng hướng từ bờ sông vào trong, mỗi ô tiêu chuẩn cách nhau khoảng 50m tính từ tâm ô Sử dụng khoan lấy mẫu đất, tại tâm của mỗi ô ở các độ sâu 15 cm, 15-30cm, 30-50cm, 50-70cm, 70-100cm, 100-120cm để tính toán khả năng tích lũy cacbon đất [10]

Lượng cacbon đất được tính theo công thức của Nguyễn Thanh Hà (2004) [29]

Cacbon (tấn/ha) = Dung trọng đất (g/cm3) x Độ sâu tầng đất (cm) x % Cacbon Trong đó: Dung trọng của đất (g/cm3) = khối lượng khô của đất (g)/Thể tích mẫu đất (cm3)

Kết quả nghiên cứu cho biết, khả năng tích lũy cacbon đất của rừng cao nhất ở địa hình thấp (mắm trắng) với giá trị 304,7 tấn/ha, tiếp theo là địa hình cao (vẹt tách) 303,88 tấn/ha và thấp nhất địa hình trung bình (đước đôi) 292,55 tấn/ha

Năm 2016, Nguyễn Thị Hồng Hạnh cùng cộng sự tiếp tục tiến hành nghiên

cứu sự tích lũy cacbon trong đất rừng trang (Kandelia obovata) 13, 11, 10 tuổi trồng

ở xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định [3] Kết quả nghiên cứu cho thấy, rừng trồng có ảnh hưởng đến sự tích lũy cacbon trong đất Sự tích lũy cacbon trong đất không những phụ thuộc vào yếu tố tuổi cây, sự ngập triều mà còn phụ thuộc vào loài cây trồng, mật độ cây và điều kiện tự nhiên Sự tích lũy cacbon trong rừng là một quá trình tích lũy theo thời gian, có khuynh hướng tăng cùng với sự phát triển

của cây rừng Lượng cacbon tích lũy trong đất rừng trang (Kandelia obovata) đạt

giá trị cao nhất trong nghiên cứu này là rừng 13 tuổi với 127,74 tấn/ha, tiếp theo là rừng 11 tuổi với 111,56 tấn/ha, thấp nhất là rừng 10 tuổi với 103,62 tấn/ha Khu vực đất trống không có rừng lượng cacbon tích lũy trong đất là 51,38 tấn/ha, thấp hơn so với khu vực có rừng Nhận định này phù hợp với kết quả nghiên cứu ở Matsui (2000) về sự tích lũy cacbon hữu cơ trong đất rừng ngập mặn ở vịnh Sawi của miền Nam Thái Lan Ngoài ra, đặc điểm sinh học của loài cây cũng là một trong những yếu tố tác động đến sự tích lũy cacbon trong đất rừng

Năm 2016, Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự đã thực hiện đề tài “Nghiên

cứu định lượng cacbon tích lũy để đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn ở vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ” [4], kết quả nghiên cứu đã đánh giá

được khả năng tích lũy cacbon của rừng ngập mặn trồng thuần loài, rừng trồng hỗn giao hai loài vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ Khả năng tích lũy cacbon hằng năm của rừng ngập mặn tương ứng với lượng CO2 “tín dụng” (credit) tăng theo tuổi của rừng, hiệu quả tích lũy đạt giá trị cao ở rừng trồng thuần loài trang, sau đó đến rừng trồng hỗn giao, thấp hơn là rừng trồng thuần loài bần chua Cụ thể, hiệu quả tích lũy

hàng năm đối với rừng trồng thuần loài trang (Kandelia obovata) đạt giá trị cao nhất

là R13T với 26,22 tấn/ha/năm; kế đến là R11T với 23,29 tấn/ha/năm; tiếp theo là R10T với 22,18 tấn/ha/năm; tiếp theo là R5T với 21,70 tấn/ha/năm; sau đó là R4T

với 17,46 tấn/ha/năm; thấp nhất là R3T với 16,24 tấn/ha/năm Hiệu quả tích lũy

hàng năm đối với rừng trồng hỗn giao hai loài bần chua (S.caseolaris) và trang

(K.obovata) đạt giá trị cao nhất là R13T với 21,41 tấn/ha/năm; kế đến là R10T với

16,98 tấn/ha/năm; tiếp theo là R11T với 15,66 tấn/ha/năm Hiệu quả tích lũy hàng

năm đối với rừng trồng thuần loài bần chua (Sonneratia caseolaris) đạt giá trị cao

nhất là R13T với 19,45 tấn/ha/năm; kế đến là R11T với 18,26 tấn/ha/năm; tiếp theo

là R10T với 15,15 tấn/ha/năm

1.4 Phương pháp định lượng cacbon tích lũy của rừng

Để định lượng cacbon tích lũy của rừng, IPCC (2006) đã phát triển một bộ hướng dẫn cho các quốc gia để điều tra giám sát phát thải khí nhà kính nói chung, trong đó có vấn đề phát thải khí CO2 từ suy thoái và mất rừng Có 5 bể chứa cacbon trong rừng được xác định: 1) trong thực vật trên mặt đất (above ground biomass-AGB), 2) trong thực vật dưới mặt đất (belorw ground biomass-BGB) chủ yếu trong

rễ cây rừng, 3) trong thảm mục hay còn gọi lượng rơi (litter), 4) trong cây gỗ chết (chết đứng hoặc đã ngã đổ) (dead wood) và 5) trong đất dưới dạng cacbon hữu cơ (soil organic carbon-SOC)

Trong 5 bể chứa trên trong định lượng cacbon của rừng không nhất thiết phải xác định cả 5 bể chứa, việc xác định lựa chọn bể chứa nào còn tùy thuộc vào loại

rừng Tuy nhiên, 3 bể chứa cacbon bắt buộc xác định để định lượng cacbon của rừng là: 1) trong thực vật trên mặt đất (above ground biomass-AGB), 2) trong thực vật dưới mặt đất (belorw ground biomass-BGB) chủ yếu trong rễ cây rừng, 5) trong đất dưới dạng cacbon hữu cơ (soil organic carbon-SOC)

Theo IPCC (2006), thay đổi trữ lượng cacbon của rừng được tính bằng hai phương pháp:

- Phương pháp thay đổi bể chứa cacbon (Stock diference method): trong trường hợp này dựa vào lần điều tra đo tính trữ lượng cacbon ở các bể chứa, tính toán được tăng giảm bình quân của lượng cacbon theo công thức:

=

Trong đó: : Tín chỉ cacbon trong một khoảng thời gian

: Trữ lượng cacbon nghiên cứu tại thời điểm t1

: Trữ lượng cacbon nghiên cứu tại thời điểm t2

t1: Thời gian nghiên cứu tại thời điểm t1

t2: Thời gian nghiên cứu tại thời điểm t2

- Phương pháp tăng giảm bể chứa cacbon (Gain-loss method): Trường hợp này cần có giá trị tăng giảm bình quân hàng năm của sinh khối/cacbon theo công thức: C B  C G  C L

Trong đó: C B : Thay đổi sinh khối, cacbon rừng

C G : Tăng trưởng hàng năm sinh khối/cacbon

G L: Tăng trưởng hàng năm sinh khối/cacbon

Như vậy, để định lượng cacbon tích lũy của rừng hay tính được phát thải hoặc hấp thụ cacbon rừng (Emision Factor), cần xác định được lượng cacbon ở trong các

bể chứa ở các thời điểm, trong đó tập trung phần trên và dưới mặt đất của cây rừng cho từng loại trạng thái rừng; chúng cần được tính toán qua các hàm sinh học (allometric equations) hoặc các hệ số chuyển đổi tùy theo áp dụng cấp độ nào (Tier) Kết hợp với sự biến đổi diện tích rừng (Activity Data) sẽ chỉ ra được lượng phát thải hoặc hấp thụ CO2 trong từng khu vực và trên toàn lãnh thổ một quốc gia (Trong đó lượng CO2 được tính bằng 3,67) Đây là cơ sở để tính tín chỉ cacbon trong chương trình REDD+

Từ năm 1997, để tính toán lượng phát thải trong vùng rừng nhiệt đới, FAO đã xuất bản hướng dẫn ước tính sinh khối và thay đổi sinh khối, khi nghiên cứu hấp thụ cacbon rừng đã xác định bốn bể chứa cacbon trong rừng là thực vật sống trên mặt đất, cây bụi thảm tươi, trong rễ, đất và đưa ra phương pháp thu thập mẫu để phân tích hàm lượng cacbon trong mỗi bể chứa [25] Đến năm 2006, để hướng dẫn đo tính hay định lượng cacbon, thẩm định thay đổi bể chứa cacbon rừng trong chương trình REDD+, IPCC (2006) tổng kết đầy đủ tất cả các nghiên cứu trên thế giới để hướng dẫn các quốc gia, dự án REDD+ áp dụng [32]

Năm 2012, để định lượng và giám sát sinh khối và trữ lượng cacbon của rừng ngập mặn, CIFOR (the Center for International Forestry Research) xây dựng hướng dẫn định lượng cacbon tích lũy của rừng ngập mặn Các phương pháp định lượng cacbon mà CIFOR (2012) hướng dẫn tương tự phương pháp của IPCC (2006)

Tiếp cận hướng dẫn định lượng cacbon của rừng theo IPCC (2006) và Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016), đề tài luận văn thực hiện đánh giá khả năng tích lũy cacbon

của rừng trồng thuần loài trang (K obovata) qua 3 bể chứa: 1) trong thực vật trên

mặt đất (above ground biomass-AGB), 2) trong thực vật dưới mặt đất (belorw ground biomass-BGB) chủ yếu trong rễ cây rừng, 5) trong đất dưới dạng cacbon hữu cơ (soil organic carbon-SOC)

1.5 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu

1.5.1 Vị trí địa lý

Đa Lộc là xã vùng đồng bằng ven biển của của huyện Hậu Lộc, cách thị trấn Hậu Lộc khoảng 18 km về phía Đông, có trục tỉnh lộ 5 chạy qua thuận lợi cho giao lưu với các xã lân cận và với vùng Diện tích tự nhiên toàn xã năm 2016 là 1.352,82

ha Tổng dân số năm 2016 là 8.448 người; mật độ dân số là 609 người/km2 (Ủy ban nhân dân xã Đa Lộc, 2016)

Hình 1.2: Vị trí khu vực nghiên cứu - xã Đa Lộc, huyện Hậu Lộc, Thanh Hóa

Đa Lộc là xã ven biển nằm ở phía đông của huyện Hậu Lộc, tỉnhThanh Hóa,

và thuộc hữu ngạn sông Lèn Xã Đa Lộc có ranh giới tiếp giáp với các xã như sau: Phía Đông và phía Nam giáp Vịnh Bắc Bộ;

Phía Tây giáp xã Hưng Lộc, huyện Hậu Lộc và xã Nga Thạch, huyện Nga Sơn;

Phía Bắc giáp các xã Nga Bạch và Nga Thủy, huyện Nga Sơn

1.5.2 Khí hậu

Đa Lộc nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió biển, do đó thường xuyên chịu ảnh hưởng của gió bão và áp thấp nhiệt đới Ngoài khí hậu lục địa còn mang đặc trưng của khí hậu vùng duyên Hải khá rõ rệt; mùa đông không lạnh lắm, mùa hè nóng so với khí hậu khu vực ở sâu trong nội địa

Có hai thời kỳ khô ngắn và không ổn định vào đầu hè (tháng 5 và 6), hạn và rét đậm kéo dài vào thời gian từ tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm sau Từ tháng

7 đến tháng 11, có nhiều cơn bão xuất hiện và có thể gây ảnh hưởng lớn Thiên tai thường xảy ra là bão, nước dâng trong bão, mưa lớn gây úng, lụt, lũ tập trung vào tháng 9 hàng năm (bảng 1.3)

Nhiệt độ:

Nền nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình năm khoảng 230C − 240C Hàng năm có

4 tháng nhiệt độ trung bình thấp dưới 200C (từ tháng 12 năm trước đến tháng 3 năm sau), có 8 tháng nhiệt độ trung bình cao hơn 200C (từ tháng 4 đến tháng 11) Biên

độ ngày từ 5,50C − 70C, biên độ năm từ 110C − 130C Do chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc nên mùa đông nhiệt độ có thể giảm xuống dưới 100C (nhiệt độ tháng 1/2016 thấp nhất đạt 6,30C)

Độ ẩm không khí:

Độ ẩm trung bình các tháng trong năm khoảng 85% Độ ẩm không khí biến đổi theo mùa nhưng sự chênh lệch độ ẩm giữa các mùa là không lớn.Mùa mưa độ

ẩm không khí thường cao hơn mùa khô từ 10 − 18% Mùa xuân (tháng 2, 3, 4) độ

ẩm trung bình là 89%, mùa hạ (tháng 5, 6, 7) độ ẩm trung bình là 82%, mùa thu (tháng 8, 9, 10) trung bình 84%, mùa đông (tháng 11, 12, 1) độ ẩm trung bình 83%

Bảng 1.3 Các chỉ tiêu khí hậu trung bình tháng tại huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa từ tháng 1/2016 đến tháng 6/2017

Tháng Nhiệt độ

( 0 C)

Lượng mưa (mm) Độ ẩm (%) Lượng bốc

hơi (mm)

Số giờ nắng (giờ)

Lượng mưa khá lớn, trung bình năm đạt từ 1730 − 1980mm/năm, nhưng phân

bố rất không đều giữa hai mùa Mùa khô (từ tháng 12 năm trước đến tháng 5 năm sau) lượng mưa rất ít, chỉ chiếm 15 − 20% lượng mưa cả năm, khô hạn nhất là tháng 1,2 (khoảng 11,9 − 22,9mm) Ngược lại mùa mưa (từ tháng 7 đến tháng 11) tập trung tới 80 − 85% lượng mưa cả năm, mưa nhiều nhất vào tháng 11 có 15 đến 19

ngày mưa với lượng mưa lên tới khoảng 440 − 677mm Ngoài ra trong mùa này

thường xuất hiện giông, bão kèm theo mưa lớn trên diện rộng gây úng lụt

Lượng bốc hơi: Tổng lượng bốc hơi trung bình trong năm khoảng 78mm

Lượng bốc hơi cao nhất vào tháng 5,6 và tháng 7 (139mm/tháng), thấp nhất vào

+ Gió Bắc (còn gọi là gió Bấc): Do không khí lạnh từ Bắc cực qua lãnh thổ

Trung Quốc thổi vào

+ Gió Tây Nam: Từ vịnh Belgan qua lãnh thổ Thái Lan, Lào thổi vào, gió rất

nóng nên gọi là gió Lào hay gió phơn Tây Nam Trong ngày, thời gian chịu ảnh hưởng của không khí nóng xảy ra từ 10 giờ sáng đến 12 giờ đêm

+ Gió Đông Nam (còn gọi là gió nồm): Thổi từ biển vào đem theo không khí

mát mẻ

Ở Đa Lộc, gió thịnh hành là gió Đông Nam Tốc độ gió trung bình năm từ 1,3

- 2m/s, tốc độ gió mạnh nhất trong bão từ 30 - 40m/s Vào mùa hè, hướng gió thịnh hành là hướng Đông và Đông Nam; các tháng mùa đông hướng gió thịnh hành là hướng Bắc và Đông Bắc, tốc độ gió trong gió mùa Đông Bắc mạnh trên dưới 20m/s

1.5.3 Thủy văn

Huyện có hệ thống sông đào khá dày đặc Hằng năm cung cấp nước tưới cho nông nghiệp và thoát lũ vào mùa mưa Do vậy, tình trạng hạn hán và ngập lụt ít khi xảy ra

Về thủy triều, vùng biển Thanh Hóa nhìn chung thuộc vùng có chế độ nhật triều khá đều đặn và chiếm ưu thế Một lần triều lên và xuống trong một ngày đêm

Độ cao mực nước triều trung bình biến đổi trong khoảng 1,2 - 2,5m Tốc độ dòng triều ở khu vực biển Thanh Hóa là khá lớn, điều này cũng ảnh hưởng tới tốc độ sinh

trưởng của cây, gây xói lở ở các bãi lầy ven biển và ngăn cản sự định cư của cây con, quả, hạt của cây ngập mặn

1.5.4 Thổ nhưỡng

Đa Lộc là một trong những xã nằm trong nhóm đất cát và nhóm đất mặn của huyện Hậu Lộc Nhóm đất cát có thành phần cơ giới nhẹ, nghèo chất dinh dưỡng, khả năng giữ nước, giữ màu kém; nằm ở phía trong các bãi cát, có địa hình lượn sóng chạy dọc bờ biển, độ cao trung bình 3 - 6m Nhóm đất mặn thường có độ phì nhiêu khá cao, độ pH từ 6,0 - 7,5 Cả hai nhóm đất đều dễ canh tác, thích hợp cho nhiều loại cây trồng như hoa màu, cây công nghiệp, cây ăn quả và phát triển rừng ngập mặn Tuy nhiên trong quá trình canh tác cần tăng cường bón phân cho đất và

áp dụng các biện pháp cải tạo đất

Điều kiện tự nhiên và thời tiết là một trong những yếu tố tác động chính tới hệ sinh thái rừng ngập mặn Đa Lộc nằm ven biển với điều kiện tự nhiên và thời tiết khắc nghiệt thường xảy ra thiên tai như bão, lũ, nước biển dâng làm thiệt hại nhiều

ha rừng ngập mặn Điển hình là các cơn bão xảy ra vào các năm gần đây: Cơn bão

số 6 năm 2012 phá hại 06 ha; cơn bão số 11 và gió mùa năm 2013 làm thiệt hại 05

ha rừng trồng mới.Tuy nhiên với sự cố gắng nỗ lực của người dân và dự án trồng rừng ngập mặn, hiện nay rừng ngập mặn đã được phủ dài gần hết 5 km đê biển bao quanh xã, như bức tường chắn giúp người dân yên tâm phát triển sản xuất

1.6 Đặc điểm rừng trồng khu vực nghiên cứu

Rừng trang (Kandelia obovata) tại khu vực nghiên cứu có mật độ tương đối

cao (0,7m x 0,7m), được trồng dọc theo đê và lấn dần về phía biển Một số nơi trong rừng có cây chết do hà bám vào thân cây, do khai thác trái phép của người dân

và do điều kiện thời tiết nên đã được trồng thay thế lại, vì vậy kích thước cây thường không đồng đều

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu rừng trang ở các độ tuổi 18, 17 và 16 tuổi Hiện nay các rừng này phát triển tốt dọc theo đê biển, giúp tăng hiệu quả bảo vệ đất, chống xói mòn đê biển, đồng thời tạo thành một lớp bảo vệ vững chắc cản trở các đợt bão lớn tiến vào xã Đa Lộc nói riêng và huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa nói chung Ngoài ra rừng còn tạo nên một bể chứa cacbon trong đất dưới dạng cacbon hữu cơ

Rừng ngập mặn ven sông Lèn tại xã Đa Lộc đã được hình thành từ rất lâu đời nhưng không được quan tâm đến Từ năm 1952 - 1953, diên tích rừng ngập mặn

của xã vào khoảng 20ha Do hai cuộc chiến tranh đã làm diện tích rừng ngập mặn giảm xuống nghiêm trọng còn lại không đáng kể

Đến năm 1987 được sự quan tâm của chính quyền với dự án 773 đã trồng mới

50 ha

Trước năm 2004, dù được rất nhiều dự án đầu tư trồng rừng nhằm phục hồi diện tích rừng đã bị mất trong chiến tranh, bị khai thác làm củi đốt và làm đầm nuôi tôm như: năm 1995, 1996 Quỹ nhi đồng Anh đầu tư dự án án trồng 159 ha; năm

1998 đến 2002 Hội chữ thập đỏ đầu tư dự án trồng 250ha nhưng tốc độ phát triển cũng như diện tích rừng lại tăng rất chậm Vì công tác quản lý bảo vệ rừng chưa được chú trọng, người dân vẫn khai thác lấy củi hoặc biến rừng thành các ao, hồ, đầm nuôi thủy sản

Từ năm 2004 đến 2006 chính quyền bắt đầu quản lý và bảo vệ rừng chặt chẽ

và mạnh tay hơn Nhất là từ tháng 4 năm 2005, đã đem lại nhiều hiệu quả khá tốt với dự án 661 của nhà nước Diện tích rừng tăng khá nhanh và việc phá rừng giảm mạnh Song việc chăm sóc và bảo vệ chưa thực sự tốt do không có nhiều kinh phí

và nguồn nhân lực phục vụ

Năm 2007 đến 2011 với dự án của tổ chức CARE trồng 250 ha và bảo vệ rừng dựa vào cộng đồng địa phương đã đem lại kết quả tích cực, diện tích rừng tăng mạnh, công tác bảo vệ rừng rất hiệu quả Đến năm 2009 khi kết thúc giai đoạn 1 của

dự án Dự án đã trồng mới 120 ha và bảo vệ 350 ha rừng Dự án đã huy động được

700 người dân tham gia công tác trồng và bảo vệ rừng và đem lại cho 1070 hộ và

6200 người hưởng lợi từ dự án Giai đoạn 2 của dự án được thực hiện đến hết năm

2013

Với sự hỗ trợ của các tổ chức và sự quan tâm của chính quyền địa phương, đến nay diện tích rừng ngập mặn ở xã Đa Lộc vào khoảng trên 400 ha

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và địa điểm nghiên cứu

Để thực hiện mục tiêu của đề tài là đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của

rừng trồng thuần loài trang (Kandelia obovata) trên 10 tuổi, nhằm cung cấp cơ sở

khoa học và các thông tin để tham gia các chương trình thực hiện cắt giảm khí nhà kính như REDD, REDD+ tại các dải ven biển Việt Nam, đề tài được thực hiện trên các đối tượng và địa điểm nghiên cứu cụ thể như sau:

Rừng trồng thuần loài trang (Kandelia obovata) 18, 17, 16 tuổi trồng tại xã Đa

Lộc, huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa tại các năm 1998, 1999, 2000

Loài trang (Kandelia obovata Sheue, Liu & Young) (hình 2.1) thuộc họ Đước

(Rhizophoraceae), bộ Sim (Myrtales) Đây là loài cây trồng chính ở rừng ngập mặn

miền Bắc Việt Nam

Hình 2.1 Rừng trang (Kandelia obovata) Đặc điểm hình thái:

Cây trang là loại cây gỗ nhỏ có chiều cao trung bình từ 4 đến 10m, mọc được

cả trên bùn xốp và bùn cát Gốc rộng hình thành bạnh gốc Lá cây mọc đối, hình thuôn dài, đầu lá thường bầu, hơi cong vào trong, có 8 - 9 đôi gân, cuống lá dài 1 - 1,5 cm Cụm hoa hình tán, thường cuống dài từ 2 - 4 cm, lá đài màu lục Hoa 5 cánh

màu trắng mỏng, xẻ thùy nhỏ, đầu nhụy có 2 thùy Hoa có đĩa mật và thụ phấn nhờ côn trùng Quả trang có lá đài tồn tại Hạt nảy mầm trong quả khi còn ở trên cây mẹ

và phát triển thành trụ mầm Trụ mầm của cây dài 15 - 35cm, dạng trụ không đều, phía cuối phình to sau đó thon dần và nhỏ, trơn nhẵn, giữa quả và trụ mầm có một đoạn thắt gọi là “vòng nhẫn” màu lục nhạt, sau chuyển sang màu nâu vàng khi trụ mầm già Khi trụ mầm chín tách khỏi quả rụng xuống đất, cắm vào bùn và phát triển thành cây con mới (Nguyễn Hoàng Trí, 1996) [19] Mùa ra hoa, kết quả của cây trang phụ thuộc vào vĩ độ Ở miền bắc nước ta, trụ mầm già vào khoảng cuối

tháng 3 đến đầu tháng 5

Đặc điểm sinh thái:

Cây có khả năng mọc trên nền cát và xốp, độ mặn thay đổi từ 2 0 - 7%0 NaCl, thường mọc hỗn giao với đước, bần, sú Cây trang có tính thích nghi tốt khi độ mặn của đất thay đổi là do việc làm tăng khả năng chống lại ảnh hưởng của các ion muối trong màng tế bào của lá (Nguyễn Hoàng Trí, 1996)

Phân bố:

Cây trang (Kandelia obovata) là loài cây có khả năng chịu được lạnh, được

trồng tương đối phổ biến trong hệ thống rừng ngập mặn miền Bắc Việt Nam Sự phân bố của loài trang ở các nơi trên thế giới là khác nhau Phân bố chủ yếu ở Nhật Bản, Đài Loan, Thái Lan, Trung Quốc, Indonesia, Ấn Độ, Bangladesh và miền Bắc Việt Nam (Nguyễn Hoàng Trí, 1996) [19]

Giá trị kinh tế của cây trang:

Gỗ trang thường dùng làm củi, làm các dụng cụ sản xuất muối, hoa nuôi ong lấy mật Là nơi cư trú, sinh sản của các loài chim nước, chim di cư và một số loài động vật quý hiếm khác Ngoài ra, cây trang còn cung cấp thức ăn cho nhiều loài thuỷ sản có giá trị kinh tế cao từ các sản phẩm của quá trình phân huỷ lượng rơi (cành, lá, hoa, quả) rụng của cây Hệ rễ phát triển bám chắc vào bùn vì vậy, cây trang có giá trị lớn về mặt sinh thái như bảo vệ môi trường, được trồng để chắn sóng, bảo vệ đê sông, đê biển, chống sạt lở, cố định đất lấn biển trước sự tàn phá của bão, gió mùa, các đợt thuỷ triều dâng và có khả năng cố định một lượng lớn

CO2 từ quá trình quang hợp Trụ mầm và vỏ cây có thể khai thác tanin làm chất nhuộm công nghiệp, lá cây làm thức ăn chăn nuôi gia súc, ủ phân xanh giàu đạm

Nghiên cứu mới đây của Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự 2016, Nghiên

cứu định lượng cacbon tích lũy để đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn trồng ở vùng ven biển đồng bằng Bắc Bộ [3], cho kết luận hàm lượng

cacbon tích lũy tương ứng với hàm lượng CO2 hấp thụ trong rừng trồng thuần loài

trang (Kandelia obovata) cao hơn so với rừng trồng thuần loài bần chua (Sonneratia

caseolaris) và rừng trồng hỗn giao hai loài trang với bần chua Hàng năm lượng

cacbon tích lũy trong cây rừng tương ứng với lượng CO2 do cây hấp thụ là rất lớn, điều này có ý nghĩa làm giảm lượng CO2 trong bầu khí quyển, góp phần ứng phó với biến đổi khí hậu Kết quả nghiên cứu trên được đưa ra đã cho thấy lợi ích cũng như hiệu quả to lớn của trồng trang đem lại trong việc hấp thụ CO2, góp phần giảm khí thải nhà kính Khả năng tích lũy cacbon cao của rừng cũng là yếu tố quan trọng

để thực hiện các chương trình REDD và REDD+ ở Việt Nam

2.2 Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành từ 01 tháng 6 năm 2016 đến ngày 30 tháng 7 năm

2017 Trong quá trình thực hiện đề tài, tiến hành thực địa 3 đợt tại địa điểm nghiên cứu, cụ thể:

Tiến hành khảo sát thực địa, thu thập tài liệu về hiện trạng rừng tại địa phương vào tháng 6 năm 2016;

Tiến hành quan trắc lấy mẫu tại địa điểm nghiên cứu 2 đợt:

- Quan trắc, lấy mẫu đợt 1 vào tháng 10 năm 2016;

- Quan trắc, lấy mẫu đợt 2 vào tháng 4 năm 2017

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu

Thu thập tài liệu, nghiên cứu đã được thực hiện trước có liên quan đến phương pháp và nội dung nghiên cứu của đề tài

Tổng hợp, kế thừa các số liệu từ các kết quả nghiên cứu của các đề tài đã thực hiện trước

Tìm hiểu số liệu thông tin về đối tượng nghiên cứu từ các cơ quan quản lý

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí từ đê hướng ra biển, vuông góc với đê biển Nằm sát

đê là rừng 18 tuổi trồng năm 1998, tiếp theo là rừng 17 tuổi trồng năm 1999 Nằm ngoài cùng là rừng 16 tuồi trồng năm 2000 Ở mỗi tuổi rừng thiết lập 3 ô tiêu chuẩn, mỗi ô có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m) Khoảng cách giữa các ô trung bình là 100

m Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện ở hình 2.2