2.4.1 Ảnh hưởng của việc quản lý cây trồng và chủng loại trong đô thị đối với CO2
trong không khí
Nghiên cứu về khả năng tích trữ Carbon theo các yếu tố kích thước, dòng đời và tỷ lệ phát triển. Quản lý các lựa chọn như vị trí cây và các phương thức thải bỏ xanh để bảo tồn năng lượng và ảnh hưởng của lưới Carbon lên rừng trong đô thị. Các chủng loại, sự phân hủy, bảo tòan năng lượng và hoàn cảnh duy trì, chăm sóc khác nhau được đánh giá để chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng đến tác động của lưới Carbon của rừng trong đô thị và cách quản lý chúng [10]. Nghiên cứu nhăm tối đa hóa lợi ích của rừng trồng trong đô thị đối với môi trường không khí xung quanh.
13
Các phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: duy trì sự phát thải, Tiêu hủy các phát thải, So sánh các chủng loài [10].
2.4.2 Nghiên cứu của Nowak về mô hình UFORE
Mô hình UFORE (Urban Forest Effects) sử dụng dữ liệu về tình trạng các chất ô nhiễm không khí và dữ liệu khí tượng thủy văn để định lượng cấu trúc các mảng xanh trong đô thị (công viên, rừng…) [11]. UFORE gồm 5 mô hình:
+ UFORE-A: định lượng cấu trúc của mảng xanh (chủng loại, mật độ cây xanh, tình trạng sinh trưởng, diện tích lá và sinh khối) dựa trên dữ liệu nền.
+ UFORE-B: định lượng các chất VOC theo giờ dữ liệu khí tượng thủy văn và phương trình của O3, CO dựa trên sự phát thải VOC.
+ UFORE-C: Tính tổng lượng Carbon lưu trữ hằng năm.
+ UFORE-D: định lượng các chất ô nhiễm theo giòe được loại bỏ bởi cây xanh.
Các chất ô nhiễm được tính trong mô hình gồm: O3, SO2, NO2, CO và PM10.
+ UFORE-E: ước lượng ảnh hưởng của cây xanh đối với năm lượng sử dụng trong tòa nhà và lượng phát thải Carbon từ các nhà máy điện.
Các mô hình dựa trên các công thức toán học và các hệ số để tính lượng chất ô nhiễm rửa trôi, thời gian và tốc độ sa lắng, khả năng và chỉ số hấp thu CO2 để chuyển hóa Carbon trong cây xanh.
Nghiên cứu điển hình của mô hình UFORE của Nowak cho thành phố New York:
Assessing Urban Forest Effects and Values New York City’s Urban Forest.
Dữ liệu về cấu trúc rừng được thu thập, thống kê về số loài và số lượng từng loài.
Qua đó tính toán mật độ của chúng trong khu vực nghiên cứu. Diện tích lớp phủ và diện tích lá đặc trưng của từng loài cây cũng được thống kê nhằm để đánh giá sức khóe cây xanh của đô thị [11].
Các chất ô nhiễm được đánh giá trong nghiên cứu này bao gồm: O3, CO, SO2, NO2, PM10. Trong đó O3, SO2 và PM10 có hiệu quả loại bỏ cao nhất. Lượng Carbon lưu trữ trong cây xanh được tính toán dược vào các phương trình toán học của mô hình UFORE và được so sánh giữa các loại cây. Thông qua lượng Carbon này có thể ước lượng được các tác hại được giảm thiểu đối với biến đổi khí hậu [10, 11].
Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường GVHD: TS. Lâm Văn Giang
14
Ngoài ra nghiên cứu còn tính toán lượng năng lượng tiêu thụ của các toàn nhà và ảnh hưởng của cây xanh đối với chúng.
2.4.3 Nghiên cứu về loại bỏ các chất ô nhiễm không khí của cây xanh và cây bụi tại Hoa Kỳ
Đề tài mô hình hóa sử dụng dữ liệu khí tượng thủy văn liên tục theo giờ và dữ liệu các chất ô nhiễm để mô phỏng lượng chất ô nhiễm được loại vỏ bởi cây xanh. Tác giả Nowak nghiên cứu các chất ô nhiễm gồm: O3, PM10, NO2, SO2, CO trong các thành phố của Hoa Kỳ và đánh giá tổng lượng chất ô nhiễm được loại bỏ hằng năm vào khoảng 711.000 tấn (khoảng 3,8 tỉ đô la Mỹ)[12]. Tổng hợp các nghiên cứu của Nowak cũng cho kết luận rằng quản lý tốt cây xanh đô thị góp phần loại bỏ các chất ô nhiễm và cải thiện chất lượng không khí.
Phương pháp mô hình hóa của nghiên cứu: để đánh giá khả năng loại bỏ các chất gây ô nhiễm không khí, 04 loại phân tích được sử dụng:
+ Chỉ số tổng diện tích cây và lá bao phủ theo ngày.
+ Dòng chất ô nhiễm thải ra và hấp thu từ lá theo giờ + Khả năng loại bỏ chất ô nhiễm theo giờ
+ Ảnh hưởng đến sức khỏe khi nồng độ các chất ô nhiễm NO2, SO2, O3, PM2.5 thay đổi
2.4.4 Quy hoạch vị trí trồng cây nâng cao khả năng loại bỏ chất ô nhiễm tại thành phố New York
Nghiên cứu về vùng trồng cây xanh phù hợp cho đô thị New York đạt được kết quả dựa vào việc sử dụng trọng số cho cây trồng từ 03 chỉ thị chính: nồng độ chất ô nhiễm, mật độ dân số và tán cây phủ thấp. Những cây được chọ cho dự án được đánh giá xuyên suốt để đánh giá lợi ích của chúng đối với chất lượng không khí và sinh khối carbon. Kết quả nghiên cứu cho thấy những cây này loại bỏ hơn 10 000 tấn chất ô nhiễm không khí và tối đa 1500 tấn Carbon trong hơn 100 năm tới cho tỷ lệ 4% hằng năm [13]. Lượng Carbon tích lũy sẽ giảm theo thời gian như lượng Carbon mất đi trong vòng đời sinh trưởng của cây xanh. Do đó, ảnh hưởng tỷ lện sinh trưởng của cây ản hưởng rất lớn đến mô hình nghiên cứu. Nếu tăng tỷ lệ sinh trưởng vòng đời từ 4 – 8% mỗi năm thì tổng lượng chất ô nhiễm bị loại bỏ sẽ tăng từ 11 000 tấn đến 3000 tấn trong giai đoạn 100 năm.