Kiểu rừng Mật độ Chiều cao Sinh khối Tên rừng Ký hiệu Tổng số cây Cây chết và mảnh vụn gỗ Rễ thờ và thảm thực vật bề mặt (Cây/ha) (m) Mg/ha Rừng bần chua 7 tuổi S-07 2014 ± 75 - 83.5 ± 16.4 0.1 6.6 ± 0.3 Rừng bần chua 6 tuổi S-06 1472 ± 22 - 37.0 ± 7.7 0 4 ± 0.2 Rừng trang 31 tuổi K-31 11204 ± 194 3.5−8.4 (6.4) 342.3 ± 34.4 6.1 ± 0.4 2.6 ± 0.2 Rừng trang 23 tuổi K-23 9252 ± 532 3.6−6.8 (5.0) 137.8 ± 13.7 2.3 ± 0.1 5.3 ± 0.8 Rừng trang 13 tuổi K-13 6366 ± 1282 2.1−5.5 (3.1) 50.1 ± 11.3 0.1 7.7 ± 0.5 (Nguồn: P.V. Hiếu và cs., 2017)
Mật độ cây thấp nhất tại rừng S-06 (tương đương khoảng 1472 cây/ha, với sai số dao động 22 cây/ha) và tăng dần theo độ tuổi rừng. Chiều cao thân cây của rừng trang (K. obovata) trong các lâm phần cũng thay đổi theo xu hướng tăng theo tuổi rừng, với khoảng dao động từ 1,3 – 8,4m. Đối chiếu các thông số đặc trưng sinh thái như mật độ cây và chiều cao của rừng trồng tại Đa Lộc với rừng trồng cùng độ tuổi tại các xã Nam Hưng, Tiền Hải, Thái Bình và Đại Hợp, Kiến Thụy, Hải Phòng, hai khu vực đối chứng có cùng điều kiện tự nhiên, khoảng vĩ độ, các điều kiện hỗ trợ của dự án và phân vùng sinh thái (Phan Nguyên Hồng, 1999). Theo đó, xét riêng với loài trang (K. obovata) chiếm ưu thế, các thông số đều chứng tỏ mật độ cây trồng và chiều cao thân cây tăng theo độ tuổi. Đồng thời, rừng trang được trồng tại xã Đa Lộc
cũng phát triển tương đối tốt so với các điểm cùng khu vực, với chiều cao của cây trang dao động từ 1,3 – 8,4m và mật độ cây cao nhất đạt 11.204 cây/ha (Biểu 3.1).
Biểu 3.1: Biểu đồ tương quan mật độ cây/ha và chiều cao cây của 3 vùng rừng trồng Trang (K. obovata) (nguồn: Nguyễn Duy Tùng, 2016, Phạm văn Hiếu và cs., 2017, Vũ Đoàn Thái, 2011)
Tổng sinh khối cây tăng theo sự phát triển của từng loại rừng và cũng thay đổi theo thành phần loài được trồng. Tổng sinh khối của rừng trang ít tuổi nhất K-13 thấp hơn rừng bần S-07, minh chứng cho việc thành phần loài TVNM được trồng tại Đa Lộc có ảnh hưởng tới việc cung cấp sinh khối của HST, vấn đề này có ý nghĩa cho việc nghiên cứu khả năng lưu trữ carbon tại RNM xã Đa Lộc.
3.2. Các lợi ích từ hoạt động phục hồi RNM đối với hệ thống tự nhiên
3.2.1. Lợi ích lưu trữ Cacbon hữu cơ từ RNM đối với HST ven biển
3.2.1.1. Lượng Cacbon hữu cơ tích lũy tại RNM xã Đa Lộc a. Tích lũy Cacbon hữu cơ trong HST RNM tại Đa Lộc
Kết quả xác định lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất tại RNM xã Đa Lộc tăng theo tuổi rừng và thay đổi theo thành phần thực vật ưu thế. Theo đó, bằng phương pháp tính toán và kiểm chứng, chúng tôi xác định trữ lượng cacbon trên mặt đất dao động từ 11,10 ± 2,40 đến 104,20 ± 10,71 MgC/ha, với giá trị trung bình dao động từ 42,19 ± 13,34 MgC/ha. Đối với các khu vực rừng trồng trang (
obovata) nhiều tuổi hơn trong khu vực nghiên cứu K-23, K-31, trữ lượng cacbon trong mảnh vụn gỗ và xác thực vật trên nền rừng lần lượt tương ứng 1,61 ± 0,01 và 3,32 ± 0,21 MgC/ha, có đóng góp trữ lượng thấp nhất trong tổng lượng cacbon tích lũy của HST; dữ liệu này khá tương đồng với một số nghiên cứu tiền nhiệm về tích lũy cacbon tại Đa Lộc.
Biểu 3.2: Tích lũy cacbon trên và dưới mặt đất trong RNM tại xã Đa Lộc (chú thích: giá trị trung bình ± sai số, đơn vị MgC/ha)
Theo đó, các nghiên cứu tiền nhiệm theo phương pháp xác định sinh khối của cây và của rừng trang (K. obovata) cũng chỉ ra trữ lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của RNM Đa Lộc ở các tuổi rừng 18, 17, 16 lần lượt tương ứng: 60,31, 54,41và 49,27 MgC/ha, trung bình khoảng 54,66 MgC/ha ở các khu vực nghiên cứu (Nguyễn T. Hồng Hạnh, 2017). Trữ lượng cacbon của rễ thở trong rừng trồng bần chua (S. caseolaris) ở các khu vực rừng S-06 và S-07 tương ứng 1,60 và 2,62 MgC/ha.
Tích lũy cacbon trong rễ cây RNM có sự khác biệt theo thành phần thực vật tham gia, hay nói cách khác hàm lượng lưu trữ cacbon trong rễ cây của RNM phụ thuộc vào thành phần loài thực vật ưu thế. Tích lũy cacbon trong rừng trồng bần chua (S. caseolaris) chiếm ưu thế ở các khu vực nghiên cứu S-07 và S-06 lần lượt 15,3±3,4 và 5,8±1,1 MgC/ha; trong khi đó tích lũy cacbon trong rừng trồng thuần trang (K. obovata) ở các khu vực K-31, K-23, K-13 lần lượt tương ứng 52,9±5,1
MC/ha, 22,4±4,7 và 8,7±2,2 MgC/ha. Như vậy, cacbon tích lũy trong rễ của rừng trang K-13 thấp hơn so với rừng bần chua K-07 (hình 3.2).
Lượng cacbon tích lũy trong các lớp trầm tích ở các khu vực nghiên cứu cũng có sự biển đổi theo tuổi rừng và độ sâu địa chất. Theo đó, tổng trữ lượng cacbon tích lũy trong trầm tích dao động từ 103,8 ± 11,8 đến 395,5 ± 23,7 MgC/ha, với khoảng trung bình của khu vực có rừng tương đương 310.3 ± 21,3 MgC/ha. Lượng cacbon trong trầm tích cũng có sự dao động theo độ sâu địa chất theo mức tăng dần khi càng xuống sâu, với lớp trầm tích ở độ sâu từ 0 – 100cm và trên 100cm, lượng cacbon tương ứng lần lượt: 133,7 ± 15,4 và 172,5 ± 19,1 MgC/ha. Lượng cacbon tích lũy trong trầm tích của RNM có đóng góp tỷ lệ lớn nhất trong cơ cấu tổng lượng cacbon của HST, tương đương mức 70 – 85%.
Bảng 3-2: Lượng cacbon tích lũy trong đất tại các điểm nghiên cứu (nguồn: Tổng hợp và kiểm chứng, 2018)
Độ sâu (cm)
Tích lũy C trong trầm tích (MgC/ha)
A-00 S-06 S.07 K-13 K-23 K-31 0 - 15 16,0 ± 0,3 17,3 ± 0,4 19,1 ± 1,1 18,1 ± 0,6 28,2 ± 2,1 27,5 ± 0,6 15 - 30 16,3 ± 0,4 19,7 ± 0,6 20,7 ± 1,0 23,5 ± 0,4 21,7 ± 0,8 26,2 ± 0,6 30 - 50 21,5 ± 0,3 28,6 ± 0,5 30,0 ± 0,9 32,7 ± 0,9 30,0 ± 0,9 31,5 ± 0,9 50 - 100 37,6 ± 2,4 58,6 ± 1,6 62,4 ± 2,4 63,1 ± 2,9 75,5 ± 2,7 76,2 ± 0,7 > 100 12,4 ± 1,3 58,7 ± 2,8 57,2 ± 3,6 74,7 ± 3,8 140,5 ± 12,2 198,1 ± 3,8 Tổng 103,8 ± 2,9 182,8 ± 3,3 189,4 ± 4,6 212,0 ± 4,9 295,9 ± 12,7 359,5 ± 4,1
Nhìn chung, xu hướng thay đổi thành phần cacbon tại RNM xã Đa Lộc xuất hiện mạnh mẽ ở độ sâu khoảng từ 15 – 50cm và sau đó tăng dần đến đáy cột trầm tích (Hình 3.3 và Bảng 3.2). Xu hướng này có thể được lý giải do lượng cacbon được tích tụ trong các khu rừng, thảm thực vật ven biển tự nhiên trước khi bị chặt phá. Sau đó, trong giai đoạn từ năm 1990 đến nay, địa phương luôn nhận được sự tài trợ và các dự án trồng rừng ven biển của các tổ chức trong và ngoài nước, hệ thống RNM của xã Đa Lộc được phục hồi mạnh mẽ, kéo theo sự oxy hóa của đất khi rễ cây phát triển, quá trình phân hủy hiếu khí được đẩy mạnh ở tầng đất trên, kết quả làm cho thành phần cacbon giảm đi. Sau này, do sự phát triển của khu vực rừng mới trồng,
quá trình tích tụ cacbon lại bắt đầu với nguồn tài nguyên đầu vào là sinh khối từ các TVNM mới trồng.
Sự thay đổi lượng cacbon tích lũy theo chiều sâu của tầng địa chất trong nghiên cứu này phù hợp với kết quả nghiên cứu tiền nhiệm được tiến hành tại rừng trồng Nam Định do R. Yoneda và cs thực hiên (2007) và tại Ao Sawi, Thái Lan do Alongi thực hiện (2001). Theo đó, các kết luận được đưa ra ủng hộ quan điểm sự thay đổi của thành phần cacbon theo độ sâu của đất thể hiện quá trình phân hủy hiếu khí mạnh trên lớp đất bề mặt và quá trình phân hủy yếm khí ở các tầng đất dưới. Xu hướng giảm lượng tích lũy cacbon ở lớp đất trên cũng được chứng minh trong các nghiên cứu của Chen và Twilley (1999) khi nghiên cứu về quá trình tích tụ hữu cơ tại RNM thuộc công viên Everglade, Florida, Mỹ. Như vậy, theo thời gian, tiềm năng tích lũy cacbon trong đất của RNM tương đối lớn và công tác trồng, phục hồi rừng tại Đa Lộc có ảnh hưởng lớn tới quá trình tích lũy cacbon tại địa phương.
b. Hàm lượng Cacbon hữu cơ (OC) và các yếu tố ảnh hưởng
Hàm lượng OC trong trầm tích vùng bãi triều chưa có rừng có tỷ lệ thấp nhất và có khác biệt đáng kể giữa các độ sâu cột trầm tích. Theo đó, hàm lượng OC vùng triều có xu hướng giảm nhẹ trong khoảng độ sâu từ 0 – 40cm, sau đó tăng dần khi đến độ sâu 100cm và giảm dần đến cuối cột trầm tích. Ngoài ra, tại các khu vực rừng trồng thuần S. caseolaris, xuất hiện xu hướng tăng dần hàm lượng OC theo độ sâu từ 20 – 50cm (trung bình từ 1,42 – 1,61%). Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy xu hướng gia tăng hàm lượng OC từ vùng bãi triều đến các khu rừng ít tuổi hơn như S-06, S-07 và tăng dần đến các khu vực rừng trồng thuần K. obovata, hàm lượng OC đạt giá trị cực đại tại khu vực K-31 ở độ sâu từ 10 -20cm. (Biểu 3.3).
Biểu 3.3: Hàm lượng cacbon hữu cơ (%OC) thay đổi theo độ sâu cột trầm tích trong RNM
Ngoài ra, các kết quả khối lượng sinh khối (bảng 3.1) tại RNM xã Đa Lộc cũng thay đổi theo tuổi rừng với xu hướng đồng biến. Theo đó, tổng lượng tích lũy cacbon trên mặt đất, bao gồm ở thực vật, lượng rơi, gỗ vụn, thực vật chết, rễ thở và cây bụi… đạt giá trị cực đại tương đương 105,2 ± 4,5MgC/ha tại điểm nghiên cứu K- 31 trồng thuần K. obovata, và giảm dần theo tuổi rừng. Sự tích lũy cacbon trong đất RNM, trầm tích cũng thể hiện xu hướng gia tăng tỷ lệ thuận theo tuổi rừng, với giá trị cực đại đạt 412,4±7,8 MgC/ha tại rừng trang K-31. Mỗi quan hệ tuyến tính giữa hàm lượng cacbon hữu cơ (%OC) với tuổi rừng được thể hiện qua phương trình (3.1) và hình 3.5, kết quả này phù hợp với một số kết luận của các nghiên cứu tiền nhiệm khi đánh giá mối quan hệ giữa tuổi rừng với lượng tích lũy cacbon.
Biểu 3.4: Mối quan hệ giữa hàm lượng cacbon hữu cơ và tuổi rừng
Bên cạnh yếu tố vị trí vùng triều và tuổi rừng, thành phần loài và trạng thái thực vật cũng ảnh hưởng tới sự tích lũy cacbon trong RNM tại Đa Lộc. Kết quả nghiên cứu tiền nhiệm về hàm lượng cacbon hữu cơ của K. obovata và S. caseolaris
tại RNM xã Đa Lộc chỉ ra %OC của TVNM còn sống trong rừng dao động từ 45,4 – 46,7%, lớn hơn %OC của thực vật ở trạng thái chết hoặc gỗ vụ, lượng rơi (43,6%) và không phụ thuộc vào yếu tố đường kính thân cây dưới 7,6cm (Nguyễn Thị Hoàng Hà, Lưu Việt Dũng và cs, 2016). (bảng 3.3).
Bảng 3-3: Hàm lượng OC và trọng lượng riêng của gỗ theo từng loài trong RNM tại Đa Lộc, Hậu Lộc Thanh Hóa (nguồn: Lưu Việt Dũng, 2016)
Loài Trạng thái Trọng lượng riêng
(g/cm3) OC (%)
Kandelia obovata Cây sống 0,56 ± 0,11 45,5 ± 0,6
Kandelia obovata Cây chết 0,52 ± 0,07 43,5 ± 0,4
Soneratia caseolaris Cây sống 0,48 ± 0,04 45,9 ± 0,5 Sự khác biệt giữa hàm lượng cacbon hữu cơ OC của hai loài trồng thuần tại RNM xã Đa Lộc là K. obovata và S. caseolaris cùng ở trạng thái thực vật còn sống cũng được thể hiện rõ (bảng 3.2). Theo đó, OC của cây trang (K. obovata) thấp hơn giá trị OC của cây bần chua (S. caseolaris). Kết luận này phù hợp với nghiên cứu ở cùng khu vực của Nguyễn Thị Hồng Hạnh, 2017 khi đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng trồng thuần trang (K. obovata) ven biển Đa Lộc. Kết quả so sánh
lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất của hai loài K. obovata và S. caseolaris nhận thấy lượng cacbon tích lũy trong sinh khối của bần chua cao hơn 6 lần so với trang (Nguyễn Thị Hồng Hạnh, 2017). Như vậy, xét theo mức độ cá thể loài, thành phần loài được trồng có ảnh hưởng đáng kể tới lượng tích lũy cacbon trong RNM.
Tóm lại, hàm lượng cacbon hữu cơ trong RNM chịu ảnh hưởng của các yếu tố
tuổi rừng, mức độ ngập triều và thành phần thực vật. Các kết quả nghiên cứu về lượng cacbon tích lũy tại xã Đa Lộc (bao gồm cả trên và dưới bề mặt) đều chứng minh lợi ích quan trọng của RNM trong quá trình tích tụ cacbon, giảm lượng khí nhà kính (KNK) trong khí quyển. Nghiên cứu về hàm lượng cacbon hữu cơ tại RNM xã Đa Lộc và các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tích lũy nhằm minh chứng lợi ích và tạo tiền đề xây dựng các chương trình trồng và phục hồi RNM ven biển tại đại phương và liên vùng, góp phần thực hiện thành công chương trình REDD+, ứng phó với BĐKH và PTBV HST ven biển.
3.2.1.2. Đánh giá lợi ích từ vai trò lưu trữ Cacbon của RNM xã Đa Lộc
a. Đánh giá lợi ích lưu trữ cacbon tại RNM xã Đa Lộc trong bối cảnh liên vùng và chịu tác động của BĐKH
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã định lượng giá trị tích lũy cacbon tại RNM xã Đa Lộc và xác định các yếu tố ảnh hưởng, đồng thời, đối chiếu với kết quả các nghiên cứu tiền nhiệm để xác định giá trị lợi ích tích lũy cacbon tại Đa Lộc trong bể lưu trữ cacbon khu vực và toàn cầu. Giá trị tích lũy cacbon của RNM xã Đa Lộc thấp hơn giá trị lưu trữ tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đã được công bố trước đây (Dung et al., 2016; Tue et al., 2014). Theo nghiên cứu về giá trị lưu trữ cacbon tại vườn quốc gia Mũi Cà Mau thực hiện bởi Nguyễn Tài Tuệ và cs (20014), bằng cách đo sinh khối của cây, rễ và mảnh vụn gỗ, và trầm tích hữu cơ cacbon và độ sâu tổng thể, giá trị cacbon tích lũy trên và dưới mặt đất dao động từ 90,2 ± 15,8 đến 115,2 ± 19,3 và từ 629,0 ± 32,5 đến 687,0 ± 29,2 MgC/ha. Trong khi đó, giá trị cacbon tích lũy tại Cần Giờ trên và dưới mặt đất dao động lần lượt từ 102 ± 24,7 đến 243,6 ± 40,4 MgC/ha (tương ứng từ vùng rìa cho đến vùng rừng trung tâm) và 910,7
± 32,3 MgC/ha. Lượng giảm thiểu phát thải CO2 tiềm năng do hoạt động trồng RNM tại ĐBSCL có giá trị tương đương 38,0 (± 3,0) × 106 MgCO2e (Tue et al., 2014).
Tuy nhiên, đánh giá giá trị tích lũy cacbon với một số điểm nghiên cứu khu vực phía Bắc (vùng Đồng bằng ven biển Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ), hàm lượng cacbon hữu cơ của RNM Đa Lộc có giá trị đặc biệt ý nghĩa với công tác trồng và phục hồi RNM của khu vực phía Bắc. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ cacbon của RNM ven biển Hải Phòng (Vũ Mạnh Hùng, Đàm Đức Tiến, Cao Văn Lương, 2015) cho thấy, lượng cacbon tích lũy qua quá trình quang hợp từ 31,94 ± 1,59 MgC/ha/năm đến 34,83 ± 1,95 MgC/ha/năm; sinh khối trên và dưới nằm trong khoảng tương ứng từ 4,03 ± 0,31 MgC/ha đến 294,43 ± 24,67 MgC/ha và 2,38 ± 0,16 MgC/ha đến 114,16 ± 8,9 MgC/ha. Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu về lượng cacbon tích lũy trong trầm tích đến độ sâu 100cm ở khu vực phía Bắc (Hien et al., 2018) tương ứng 159,45 ± 3,96 MgC/ha, trong đó sinh khối rễ chiếm ít hơn 10% trữ lượng carbon trong đất, và giá trị tích lũy cacbon trên bề mặt tương đương 87.59 ± 1.08 MgC/ha. Như vậy, so với khu vực rừng trồng ven biển phía Bắc, khối lượng lưu trữ cacbon tại RNM Đa Lộc cho giá trị lớn hơn, điều này chứng tỏ hiệu quả của công tác trồng và phục hồi rừng tại địa phương (Biểu 3.5).
Biểu 3.5: So sánh trữ lượng C tích lũy giữa RNM xã Đa Lộc với các vùng rừng khác trong hệ thống RNM tại Việt Nam (nguồn: Nguyễn Duy Tùng tổng hợp, 2019)
b. Phân tích các yếu tố bất định tác động tới lợi ích lưu trữ cacbon của RNM xã Đa Lộc
RNM đóng vai trò quan trọng trong việc tích lũy và lưu trữ cacbon tại HST ven biển xã Đa Lộc. Tuy nhiên, bên cạnh các lợi thế và cơ hội, RNM xã Đa Lộc cũng tồn tại một số hạn chế nội tại và các thách thức bên ngoài gây nguy cơ suy thoái rừng