Biến đổi khí hậu là hệ quả của sự nóng lên toàn cầu. Biến đổi khí hậu đã làm tổn hại lên tất cả các thành phần của môi trường sống như nước biển dâng cao, gia tăng hạn hán, ngập lụt, thay đổi các kiểu khí hậu, gia tăng các loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nước ngọt, suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan (UNFCCC, 2005a) 21. Bởi vậy, hệ sinh thái rừng có vai trò rất quan trọng như điều tiết dòng chảy, lưu trữ nước, giảm xói mòn, mà còn là thành phần trong chu trình carbon và giữ cân bằng nồng độ CO2 của trái đất. Hiện nay có nhiều công trình nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thụ carbon rừng trồng đã được nhiều tác giả đề cập như lượng sinh khối tươi của rừng trồng Keo lai từ 2 đến 6 tuổi dao động từ 28,8 tấnha đến 259,5 tấnha, sinh khối khô từ 12,7 tấnha đến 131,2 tấnha và lượng hấp thụ CO2 hằng năm của rừng trồng Keo lai từ 11,7 tấnha đến 40,1 tấnha (Trần Quang Bảo, Võ Thành Phúc, 2019) 14, khả năng hấp thụ CO2 của rừng keo lai đạt 129,94 tấnha đối với rừng tuổi 7, đạt 93,83 tấnha đối với rừng tuổi 5 và 43,50 tấnha đối với rừng tuổi 3, và ở rừng keo lai 7 tuổi trung bình hằng năm là 18,56 tấn CO2hanăm, rừng 5 tuổi là 18,77 tấn CO2hanăm, rừng keo lai 3 tuổi 14,50 tấn CO2hanăm (Nguyễn Thị Hà, 2007) 9, kết quả sinh trưởng, sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của các dòng Keo Lai trồng trên dạng đất 2 của lập địa rừng cho kết quả dòng Keo BV10 là dòng cho sinh trưởng, sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 vượt trội hơn các dòng còn lại với thể tính toàn thân đạt (0,0361 m3cây), sinh khối tươi đạt 105,2 tấnha, sinh khối khô đạt 52,9 tấnha, lượng carbon tích lũy đạt 26,5 tấnha và lượng CO2 tích lũy được là 97,1 tấnha (Đặng Thành Nhân, Đặng Thái Dương, 2016) 4, khả năng hấp thụ carbon của rừng ngập mặn ven biển cho kết quả sinh khối Bần chua cao hơn Đước vòi, lượng carbon tích lũy qua quá trình quang hợp từ 31,94 ± 1,59 tChanăm đến 34,83 ± 1,95 tchanăm cao nhất là quần xã Đước Vòi, sinh khối trên và sinh khối dưới nằm trong khoảng tương ứng là 4,03 ± 0,31 tha đến 294,43 ± 24,67 tha và 2,38 ± 0,16 tha đến 2,69 ± 0,19 tha (Vũ Mạnh Hùng, Đàm Đức Tiến, Cao Văn Lương, 2015) 16. Tùy theo mô hình rừng trồng, cấp tuổi, loại rừng, dạng đất mà sinh khối, tích lũy carbon và khả năng hấp thụ CO2 của rừng sẽ khác nhau. Ban quản lý khu rừng phòng hộ Dầu Tiếng được thành lập theo Quyết định số 1360QĐUBND ngày 21 tháng 06 năm 2008 tỉnh Tây Ninh, nằm trong địa giới hành chính 5 xã: Suối Dây, Tân Thành, Suối Ngô, Tân Hòa thuộc huyện Tân Châu và xã Suối Đá thuộc huyện Dương Minh Châu. Theo kết quả điều tra, cập nhật hiện trạng rừng tháng 9 năm 2020 thì tổng diện tích rừng tự nhiên đang quản lý là 30,340,06 ha. Trong đó rừng trồng không bao gồm rừng trồng chưa thành rừng chiếm tỷ lệ khá lớn trong tổng diện tích của đơn vị với 10,108,8 ha, chiếm 33,3% diện tích tự nhiên và 38,1% diện tích đất có rừng. Rừng trồng do nhà nước đầu tư là 6,860 ha với các loài cây Dầu, Sao đen, Xà cừ, Keo và rừng trồng do người dân đầu tư là 3,248,8 ha với loài cây là Cao su được trồng theo chương trình 327, 661. Hiện trên địa bàn các mô hình rừng trồng hỗn giao trong thời gian qua đã góp phần rất quan trọng trong phòng hộ đầu nguồn, cải tạo những vùng đất suy thoái, mang lại hiệu quả kinh tế và sinh thái môi trường. Tuy nhiên cho đến nay chưa có công trình nghiên cứu sinh khối và tích lũy carbon của rừng trồng hỗn giao làm cơ sở khoa học chọ việc xây dựng kế hoạch quản lý rừng, áp dụng tính toán loại hình chi trả dịch vụ môi trường rừng này theo Nghị định 1562018NĐCP và Luật Lâm nghiệp năm 2017. Xuất phát từ thực tế và giải quyết vấn đề trên chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu sinh khối và tích lũy carbon của rừng trồng hỗn giao tại Ban quản lý khu rừng phòng hộ Dầu Tiếng, huyện Tân Châu, tỉnh Tây Ninh” là rất cần thiết góp phần ước lượng và dự báo lượng carbon tích lũy của mô hình rừng trồng hỗn giao cây bản địa tại khu vực làm cơ sở khoa học cho xác định trả chi phí dịch vụ môi trường rừng trong công tác quản lý rừng và phát triển rừng bền vững.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Một số khái niệm
Sinh khối được xác định là tất cả chất hữu cơ ở dạng sống (còn ở trên cây) và chết ở trên hoặc ở dưới mặt đất (Brown, 1997) Sinh trưởng và sinh khối của lâm phần rừng trồng là các nhân tố thể hiện năng suất, chất lượng rừng, là nền tảng cho việc đánh giá khả năng hấp thụ carbon, mặt khác còn để xác định tính thích hợp của loài cây rừng đối với vùng đất, khí hậu khu vực trồng thông qua các chỉ số sinh trưởng và sinh khối qua các năm trồng Carbon trong sinh khối của các hệ sinh thái rừng thường tập trung như: Thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng.
Sản lượng rừng, sinh trưởng được hiểu là sự biến đổi theo thời gian của một đại lượng nào đó ở cây cá thể như đường kính, chiều cao, thể tích, đường kính tán Các nhân tố này đều có liên quan đến khả năng hấp thụ carbon của mô hình rừng trồng hoặc hệ sinh thái tự nhiên Ước tính sinh khối tích lũy trong hệ sinh thái rừng là rất quan trọng để đánh giá năng suất và tính bền vững của rừng Việc ước tính sinh khối và carbon của rừng chính xác là rất quan trọng cho việc ứng dụng như khai thác gỗ, theo dõi sự thay đổi trong lưu trữ carbon rừng và chu trình carbon toàn cầu.
Theo công bố hiện trạng rừng toàn quốc ngày 31 tháng 12 năm 2020, thì diện tích có rừng bao gồm cả rừng trồng chưa khép tán là 14,677,215 ha, tỷ lệ che phủ là42,01% [1] đây là nơi tích lũy CO2 rất nhiều, vì vậy việc xác định sinh khối trên mặt đất là bước quan trọng để đánh giá lượng CO2 và sự tuần hoàn của nó có trong hệ sinh thái rừng Khi nghiên cứu về sinh khối, phương pháp xác định có ý nghĩa rất quan trọng vì nó liên quan đến độ chính xác của kết quả nghiên cứu, đây cũng là vấn đề được nhiều tác giả quan tâm Tùy từng tác giả với những điều kiện khác nhau mà sử dụng các phương pháp xác định khác nhau, hiện các phương pháp đang được dùng để đánh giá khả năng hấp thụ CO2 của một số dạng rừng phổ biến, thứ nhất là đo tính khối lượng khô các bộ phận rừng (thân, cành, vỏ, lá, gốc, rễ, vật liệu rơi rụng…), thứ hai sử dụng biểu sản lượng để có tổng trữ lượng thân cây gỗ/ha cho từng độ tuổi (m3 /ha), nhân với tỷ trọng khô bình quân của loài cây gỗ đó để có khối lượng khô thân cây, rồi nhân với một hệ số chuyển đổi cho từng loại rừng để có khối lượng khô biomass, thứ ba lập ô tiêu chuẩn, chọn một số cây để cân đo khối lượng biomass tươi và khô từ đó sẽ có tổng khối lượng tích luỹ CO2 trong quá trình quang hợp để tạo thành biomass rừng trồng.
Tình hình nghiên cứu sinh trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1 Nghiên cứu trên thế giới
Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu nhằm để đánh giá khả năng hấp thụ carbon của rừng góp phần giảm khí thải và hạn chế biến đổi khí hậu nóng lên toàn cầu, và các giá trị về mặt kinh tế - xã hội, môi trường sinh thái Có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới như đã được các tác giả tìm hiểu như:
Koushik Majumdar và cộng sự (2016)[8], nghiên cứu sinh khối cây gỗ trên mặt đất, tiềm năng trữ lượng carbon trong các khoảnh rừng nhiệt đới đã chọn ở Tripura, Đông Bắc Ấn Độ, tác giả đã cho thấy phần lớn trữ lượng sinh khối khu vực nghiên cứu (69,38%) được tích lũy ở lớp có dbh thấp hơn ( 70 cm), phạm vi trữ lượng sinh khối dao động từ (37,85 - 85,58 Mg/ha) là thấp so với các hệ sinh thái rừng nhiệt đới khác ở Ấn Độ, điều này có nghĩa là cần có sự quản lý thích hợp để giám sát nhóm carbon hệ sinh thái khu vực.
Aruga và Maidi 1963 đã đưa ra phương pháp “Chlorophyll” để xác định sinh khối thông qua hàm lượng Chlorophyll trên một đơn vị diện tích mặt đất Đây là một chỉ tiêu biểu thị khả năng của hệ sinh thái hấp thụ các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp (trích dẫn Nguyễn Thanh Tiến, 2009)[11].
Lim Meng Tsai (1987), các nghiên cứu về Keo tai tượng ở rừng Kemasul,Malaysia cho thấy tổng sinh khối trên mặt đất của lâm phần là 90,4 tấn/ha, bao gồm57,6 tấn thân, 14,1 tấn cành, 5,4 tấn lá Sản lượng lứa đẻ trung bình đạt 10,23 tấn/ha/năm với lượng lá mục chiếm 87,4% Nghiên cứu này và các nghiên cứu khác cũng đã chỉ ra rằng Keo tai tượng là một loài cây tốt để trồng, sinh trưởng nhanh và năng suất cao cũng như có khả năng chống lại cỏ dại canh tranh và phát triển ở những vùng đất khá bạc màu.
Soibam Lanabir Singh, Uttam Kumar Sahoo và cộng sự (2018)[13], đánh giá tiềm năng tăng trưởng, trữ lượng carbon và trình tự của các đồn điền cây cọ dầu ở Mizoram, Đông Bắc Ấn Độ thực hiện nghiên cứu trên 148 cây Cọ Dầu được lấy từ các đồn điền ở các nhóm tuổi khác nhau (từ 1 đến 11 năm) được lấy mẫu để lấy mẫu sinh trắc học của chúng kết qủa nghiên cứu cho thấy tất cả các thông số sinh trưởng của cọ dầu (chiều cao thân, chiều sâu ngọn, tổng chiều cao, đường kính thân) và sinh khối được thu thập từ các bộ phận khác nhau của cọ cho thấy sự tăng trưởng lũy tiến có ý nghĩa (p