Đánh giá hiệu quả sinh thái và kinh tế tiềm tàng của rừng phòng hộ đầu nguồn tại hòa bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP DƯƠNG THANH HẢI ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SINH THÁI VÀ KINH TẾ TIỀM TÀNG CỦA RỪNG PHỊNG HỘ ĐẦU NGUỒN TẠI HỒ BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, việc xác định đầy đủ giá trị rừng, đặc biệt giá trị sinh thái giá trị kinh tế trở thành vấn đề cần thiết hấp dẫn khắp toàn cầu Vấn đề bách chứa đựng tầm quan trọng bật nguy suy thối mơi trường biến đổi khí hậu ngày rõ rệt nhiều nơi theo hướng bất lợi cho người Để xác định giá trị rừng, hướng nghiên cứu thu hút quan tâm nhiều nhà khoa học đánh giá hiệu sinh thái kinh tế tiềm tàng rừng phòng hộ đầu nguồn - loại rừng có diện tích lớn Việt Nam Đối với rừng phòng hộ đầu nguồn, hiệu sinh thái thể rõ nét qua ảnh hưởng đến nguồn nước, xói mịn đất khơng khí, cịn hiệu kinh tế thể thông qua khả cung cấp lâm sản dịch vụ môi trường rừng cho kinh doanh Tất khả cần biểu thông qua tiêu định lượng, xác định để làm sở cho việc so sánh, đánh giá đề giải pháp phù hợp nhằm phát huy tối đa lợi ích rừng Mặc dù vậy, vùng phịng hộ đầu nguồn Hịa Bình, nghiên cứu vấn đề cịn hạn chế, ỏi chưa hệ thống Điều thể sau: - Nghiên cứu đồng thời hiệu sinh thái kinh tế rừng hạn chế - Đối tượng rừng nghiên cứu cịn ít, chưa lựa chọn đầy đủ trạng thái thực bì rừng khác nhau, với mức độ suy thoái, phục hồi diễn khác - Ít nghiên cứu định lượng, nên chưa đủ sở khoa học cho việc so sánh, phân hạng rừng theo hiệu sinh thái kinh tế Hạn chế làm chậm tiến trình xác định giá trị dịch vụ mơi trường rừng, lượng giá rừng, chưa thúc đẩy trình quản lý rừng bền vững khu vực Để góp phần giải vấn đề trên, đề tài “Đánh giá hiệu sinh thái kinh tế tiềm tàng rừng phòng hộ đầu nguồn Hồ Bình" thực Phương hướng đề tài xác định tiêu biểu thị hiệu sinh thái kinh tế tiềm tàng rừng phịng hộ đầu nguồn, thơng qua khả lợi ích lớn mà rừng gây ảnh hưởng sinh thái kinh tế điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội có, qua giảm thiểu tác động xấu đến môi trường tượng diễn thiên nhiên mở hội cho kinh doanh rừng Vì nguồn lực nghiên cứu có hạn, sau xác định tiêu biểu thị hiệu sinh thái kinh tế tiềm tàng rừng, đề tài so sánh xếp hạng trạng thái thảm thực vật theo hiệu sinh thái kinh tế tiềm tàng phương pháp đơn giản Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ở Ngoài nước 1.1.1 Thành nghiên cứu 1.1.1.1 Nghiên cứu hiệu giữ nước rừng phòng hộ đầu nguồn Trên giới, việc nghiên cứu hiệu giữ nước rừng thu nhiều thành quả, đáng ý thành có liên quan đến việc định lượng số thành phần cân nước hệ sinh thái rừng a Hiệu giữ nước vật rơi rụng rừng Vật rơi rụng có khả ngăn giữ nước tương đối lớn, nên có tác dụng bổ sung nước cho đất cung cấp nước cho thực vật (Vu Chí Dân & Vương Lễ Tiên, 2001) [3] Ngoài ra, vật rơi rụng có lỗ hổng lớn nhiều, nên lượng nước ngăn giữ vật rơi rụng dễ dàng bốc Những nghiên cứu Black Kelliher (1989) (dẫn theo Vu Chí Dân & Vương Lễ Tiên (2001) [3] cho thấy, lượng nước bốc từ vật rơi rụng kiểu rừng khác chiếm khoảng - 21% tổng lượng nước bốc mặt đất rừng Schaap Bouten (1997) (dẫn theo Vu Chí Dân & Vương Lễ Tiên (2001) [3] sử dụng thiết bị đo lường Lysimeter để xác định lượng nước bốc vật rơi rụng, đồng thời dùng phương trình Penman - Monteith để mô tốc độ bốc nước vật rơi rụng khác biệt nhiệt độ khơng khí bề mặt đến độ cao mét, thu kết tốt b Hiệu thấm giữ nước đất rừng Sự thấm nước đất vấn đề nghiên cứu sâu rộng lĩnh vực thủy văn học, có tác dụng quan trọng việc hình thành chế phát sinh dịng chảy Nhìn chung, đất rừng có tốc độ thấm nước lớn so với đất thảm thực vật khác, tốc độ thấm nước ổn định đất rừng đạt 800 mm/giờ trở lên (Dunne T, 1978) [43] Theo tác giả Trần Huệ Tuyền (1994) [35], đất rừng có độ hổng ngồi mao quản lớn, nên tốc độ thấm nước lượng nước thấm đất rừng tăng lên Có thể mơ q trình nước thấm xuống đất rừng theo mơ hình Philip (Diêu Hoa Hạ, 1989 [14]; Thẩm Băng Nông Tấn, 1992 [1]) Lượng nước giữ đất rừng tiêu quan trọng để đánh giá hiệu nuôi dưỡng nguồn nước rừng Các nhà khoa học Trung Quốc thường dùng lượng nước bão hịa lỗ hổng ngồi mao quản đất rừng để tính tốn lượng nước thấm xuống đất Theo kết nghiên cứu, héc ta đất rừng tích giữ lượng nước 641 - 679 tấn/năm (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006) [12] c Hiệu phòng lũ rừng FAO (1995) (dẫn từ Vũ Tấn Phương, 2009) [23] cho rằng, rừng có tác dụng quan trọng việc điều tiết dịng chảy, giảm lưu lượng nước mặt, góp phần làm giảm lũ lụt Tuy nhiên, cần phải nhấn mạnh rằng, lũ lụt tượng tự nhiên mà dịng sơng xả nước thừa sau trận mưa lớn Đối với lưu vực nhỏ, người ta thấy rõ độ che phủ rừng làm giảm thiểu lượng nước lũ chảy xuống hạ lưu Đối với trận lũ có sức tàn phá lớn dường chưa có sở khoa học để xem xét liên quan chúng đến rừng - điều kiện khí hậu đó, đặc biệt tổng lượng mưa năm tần suất xuất trận bão lớn nhân tố quan trọng 1.1.1.2 Nghiên cứu hiệu bảo vệ, cải tạo đất thảm thực vật rừng a Nghiên cứu xói mịn đất Cơng trình nghiên cứu xói mịn đất dịng chảy thực nhà bác học Volni người Đức thời kỳ 1877 đến 1885 (Hudson N, 1981 [17]) Trong cơng trình này, Volni nghiên cứu ảnh hưởng loại đất độ dốc mặt đất tới dòng chảy xói mịn đất Tuy nhiên, phần lớn kết luận chưa định lượng cách rõ ràng Bằng thí nghiệm phịng, Ellison (dẫn theo Hudson N, 1981 [17]) người phát vai trò lớp phủ thực vật việc hạn chế xói mịn đất vai trị quan trọng hạt mưa rơi xói mịn Phát Ellison mở phương hướng sử dụng cấu trúc thảm thực vật biện pháp chống xói mịn nhằm bảo vệ độ phì đất Các nghiên cứu xói mịn bắt đầu chuyển sang nghiên cứu định lượng, xác định chế xói mịn, tìm cơng thức tốn học để mơ q trình xói mịn Nhờ phương tiện đại, người ta nghiên cứu xói mịn khơng điều kiện tự nhiên mà điều kiện nhân tạo (mưa nhân tạo, độ dốc nhân tạo, độ che phủ nhân tạo) Kết nghiên cứu G Fiebiger (1993) [44] xác nhận rằng, nguy xói mịn đất tầng gỗ tăng lên giọt mưa tán rừng có kích thước lớn Những lồi có phiến to (như Tếch - Tectona grandis) thường tạo giọt nước ngưng đọng với kích thước lớn, nên rơi từ tán cao xuống có sức cơng phá bề mặt đất lớn so với sức công phá giọt mưa tự nhiên đất trống Loài Albizzia falcataria với tầng tán cao 20 m so với mặt đất, tạo giọt mưa có lượng gây xói mịn 102% so với lượng giọt mưa nơi trống Loài Anthocephalus chinensis với phiến to tầng tán cao 10 m, lại tạo nên hạt nước rơi có lượng gây xói mịn 147% so với lượng hạt mưa rơi tự nhiên (G Fiebiger, 1993) [44] Vì vậy, tiêu chí chọn loại trồng rừng phòng hộ đầu nguồn vùng nhiệt đới chọn có tán dày rậm có phiến nhỏ, nhỏ tốt Những nghiên cứu khác cho thấy rằng, bụi, thảm tươi vật rơi rụng có vai trị lớn việc hạn chế xói mịn đất Nếu chúng bị phá trụi bị lấy khỏi đất rừng tác dụng hạn chế xói mịn đất rừng giảm b Nghiên cứu khả làm tăng hàm lượng chất hữu đất rừng Độ phì đất đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng suất trồng Ngược lại lồi khác có ảnh hưởng khác đến độ phì đất Trong năm gần có số cơng trình nghiên cứu cụ thể vấn đề nghiên cứu cho đối tượng trồng cụ thể Mối quan hệ sinh trưởng Tếch (Tectona grandis) số yếu tố đất xây dựng thơng qua phương trình: R = 1/3 (P x S) (Week, 1970) [48], R lượng tăng trưởng hàng năm (m3/ha); P độ dày tầng đất (cm) S độ no bazơ (mg/100 đất) Chakraborty R N Chakraborty D (1989) [40] nghiên cứu thay đổi tính chất đất rừng Keo tràm tuổi 2, 4, tác giả cho rừng trồng Keo tràm cải thiện đáng kể số tính chất độ phì đất độ chua đất biến đổi 5,9 - 7,6; khả giữ nước đất tăng từ 22,9% lên 32,7%, chất hữu tăng từ 0,81% lên 2,70%, đạm tăng từ 0,36 lên 0,50% đặc biệt màu sắc đất biến đổi rõ rệt từ màu nâu vàng sang màu nâu Ohta (1993) [46] nghiên cứu thay đổi tính chất đất việc trồng rừng Keo tràm vùng Pantabagan, Philippin Tác giả xem xét biến đổi tính chất đất rừng Keo tràm năm tuổi rừng Thông ba tuổi trồng đất thoái hoá nghèo kiệt Kết tác giả cho thấy trồng rừng làm thay đổi dung trọng độ xốp đất tầng – cm theo hướng tích cực Tuy nhiên, lượng Ca2+ tầng đất mặt loại rừng lại thấp so với đối chứng (đất trống) Trong năm gần đây, Trung tâm Lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR) nghiên cứu quản lý lập địa sản lượng rừng cho trồng rừng nước nhiệt đới CIFOR tiến hành nghiên cứu đối tượng bạch đàn, thông, keo trồng loại lập địa khác nước Congo, Brazil, Nam Phi, Indonesia, Trung Quốc Ấn Độ Kết nghiên cứu cho thấy biện pháp xử lý lập địa khác loài trồng khác có ảnh hưởng khác đến độ phì đất, cân nước, phân huỷ thảm thực vật chu trình dinh dưỡng khống (CIFOR, 1999) [41], [42] c Hiệu rừng việc làm giảm hàm lượng chất rắn gây ô nhiễm Kết quan trắc lưu vực nhỏ rừng Thông đỏ (6 ha) núi đá hóa cương (đá Granit) huyện Từ Hạ, Nhật Bản cho thấy, hàm lượng thành phần chất hóa học dịng chảy phát sinh nhiều biến đổi trình từ nước lọt qua tán rừng chảy xuống dọc theo thân cây, sau tuồn khe suối Hàm lượng chất Na, K, Ca, Mg, P đạm dạng Nitrate nước mưa tán rừng dòng chảy dọc theo thân có biểu tăng lên, mà biên độ tăng lên dòng chảy dọc theo thân tương đối lớn, mức độ tăng lên hàm lượng Na dòng chảy mặt đất tương đối lớn, hàm lượng đạm Nitrate đạm Amon lại giảm tương đối nhiều (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2009) [13] 1.1.1.3 Nghiên cứu hiệu tích tụ carbon rừng Trong năm gần phương pháp nghiên cứu định lượng, xây dựng mơ hình dự báo sinh khối rừng áp dụng thông qua mối quan hệ sinh khối với nhân tố điều tra bản, dễ đo đếm đường kính ngang ngực, chiều cao cây, giúp cho việc dự đoán sinh khối nhanh hơn, đỡ tốn Cơng trình nghiên cứu tương đối tồn diện có hệ thống lượng carbon tích lũy rừng thực Ilic (2000) Mc Kenzie (2001) Theo Mc Kenzie (2001), carbon hệ sinh thái rừng thường tập trung bốn phận chính: Thảm thực vật cịn sống mặt đất, vật rơi rụng, rễ đất rừng Việc xác định lượng carbon rừng thường thực thông qua xác định sinh khối rừng Qua nghiên cứu nhà khoa học cố gắng xác định quy mơ vùng dự trữ carbon tồn cầu đóng góp rừng vào vùng dự trữ thay đổi lượng carbon dự trữ như: Bolin (1977); Post, Emanuel cộng (1982); Detwiler Hall (1988); Brown, Hall cộng (1993); Dixon, Brown (1994); Malhi, Baldocchi (1999) (dẫn theo Võ Đại Hải cộng sự, 2009) [15] 1.1.1.4 Hiệu kinh tế chức giữ nước, bảo vệ đất tích tụ carbon Nghiên cứu rừng đầu nguồn lưu vực sông Vân Nam - Trung Quốc liên quan đến khả giữ đất, nước phân bón rừng cho thấy giá trị khoảng 4.450,5 NDT (khoảng 8.455.855 VND, tỷ giá NDT = 1.900 VNĐ) chiếm 87,9% giá trị trực tiếp (than củi, gỗ) 528.5 NDT (khoảng 1.384.245 VNĐ) chiếm 12,1% (Chương Gia Binh, 2003) (dẫn theo Vũ Tấn Phương, 2009) [23] Các nhà khoa học Trung Quốc khẳng định vai trò rừng việc giữ đất nước lớn nhiều so với giá trị kinh tế trực tiếp mà mang lại Trần Huệ Tuyền (1994) [35] nghiên cứu khả giữ nước rừng vùng đầu nguồn hồ Tùng Hoa - Côn Minh (Trung Quốc) cho thấy, diện tích rừng đầu nguồn 60.000 ha, với độ tàn che 30% hàng năm giữ khoảng 8,3 triệu mét khối nước Với đời Nghị định thư Kyoto, vai trò rừng việc hấp thụ khí carboníc (CO2) khẳng định Một khu rừng nguyên sinh hấp thu 280 carbon/ha giải phóng 200 carbon bị chuyển thành đất du canh du cư giải phóng nhiều chút chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp Rừng trồng hấp thụ khoảng 115 carbon số giảm từ 1/3 đến 1/4 rừng bị chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp (Brown Pearce, 1994) [39] Theo Camille banh Bruce Aylward (1994) giá trị hấp thụ CO khu rừng tự nhiên nhiệt đới khoảng từ 500 - 2.000 USD/ha giá trị với rừng ôn đới ước tính mức từ 100 - 300 USD (Zhang, 2000) Giá trị kinh tế hấp thụ CO2 rừng Amazon ước tính 1.625 USD/ha/năm, rừng nguyên sinh 4.000 - 4.400 USD/ha/năm, rừng thứ sinh 1.000 - 3.000 USD/ha/năm rừng thưa 600 - 1.000 USD/ha/năm (dẫn theo Vũ Tấn Phương, 2009) [23] 1.1.1.5 Nghiên cứu giá trị kinh tế thảm thực vật rừng Rừng có vai trị quan trọng đời sống người, đặc biệt người dân cộng đồng miền núi Hai chức rừng là: (i) Cung cấp sản phẩm trực tiếp gỗ, củi, LSNG, … (ii) Cung cấp chức “sinh thái”, nghĩa cung cấp dịch vụ mơi trường trì, điều tiết nguồn nước cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thủy điện, bảo vệ đất chống xói mịn, hấp thụ carbon, môi trường sống cho hệ động thực vật, Trước đây, khái niệm tổng giá trị kinh tế rừng (Total Economic Value - TEV) xem xét hạn hẹp Các nhà kinh tế thường có xu hướng xem xét giá trị rừng thông qua lượng sản phẩm hữu hình mà rừng tạo để phục vụ cho nhu cầu sản xuất tiêu thụ người Tuy nhiên, sản phẩm sử dụng trực tiếp thể phần nhỏ tổng giá trị rừng Trong thực tế, rừng tạo lợi ích kinh tế vượt xa giá trị sản phẩm hữu hình bn bán thức thị trường Dần dần, định nghĩa giá trị kinh tế rừng thay đổi ... đề tài ? ?Đánh giá hiệu sinh thái kinh tế tiềm tàng rừng phòng hộ đầu nguồn Hồ Bình" thực Phương hướng đề tài xác định tiêu biểu thị hiệu sinh thái kinh tế tiềm tàng rừng phịng hộ đầu nguồn, thơng... định hiệu sinh thái tiềm tàng rừng phòng hộ đầu nguồn thông qua tiêu, gồm: hiệu giữ nước tiềm tàng vật rơi rụng, hiệu thấm nước tiềm tàng đất rừng, hiệu giữ nước tiềm tàng đất rừng, hiệu phòng. .. rừng Hiệu tích tụ carbon rừng Hiệu tích tụ carbon đất rừng Tổng điểm hiệu sinh thái tiềm tàng II Hiệu kinh tế Hiệu kinh tế chức giữ nước, bảo vệ đất Hiệu kinh tế 10 chức tích tụ carbon Hiệu kinh