Tóm tắt Luận án Nghiên cứu khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong rừng ngập mặn trồng tại vườn quốc gia Xuân Thủy

1 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI 
HÀ THỊ HIỀN 
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY VÀ TRAO ĐỔI CARBON 
TRONG RỪNG NGẬP MẶN TRỒNG TẠI 
 VƯỜN QUỐC GIA XUÂN THỦY 
Chuyên ngành: Môi trường đất và nước 
Mã số chuyên ngành: 9 44 03 03 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI, NĂM 2018 
2 
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi 
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thị Kim Cúc 
Phản biện 1: PGS. TS. Lê Xuân Tuấn 
Phản biện 2: PGS. TS. Phạm Minh Toại 
Phản biện 3: PGS. TS. Dương Thị Thủy 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại .., Trường 
Đại học Thủy lợi vào lúc  giờ  phút ngày . tháng ..năm  
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 
- Thư viện Quốc gia 
- Thư viện Trường Đại học Thủy lợi 
3 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của đề tài 
Rừng ngập mặn (RNM) là các thảm thực vật, gồm các loài ưa mặn, phân bố tại 
vùng cửa sông, ven biển vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [1]. Hệ sinh thái RNM 
đóng vai trò như một lá chắn bảo vệ vùng ven biển khỏi các tác động của thiên 
tai như mưa bão, lốc xoáy, sóng biển, ngập lụt và các thảm họa thiên nhiên tiềm 
tàng khác như sóng thần [4], [5]. Bên cạnh vai trò bảo vệ đường bờ biển, HST 
RNM còn cung cấp nhiều giá trị dịch vụ HST và các giá trị thương mại khác [6]–
[8]. Cùng với vai trò và các giá trị quan trọng của RNM, trong vài thập kỉ gần 
đây, RNM được ghi nhận là HST quan trọng trong chu trình carbon. Hệ sinh thái 
RNM đóng vai trò như một bể chứa CO2 của khí quyển và là nguồn carbon hữu 
cơ và vô cơ vùng ven biển. 
Một số nghiên cứu về carbon trong RNM trồng tại khu vực phía Bắc Việt Nam đã 
được tiến hành bởi Nguyễn Thanh Hà, Nguyễn Thị Kim Cúc và Nguyễn Thị Hồng 
Hạnh [10]–[13]. Các tác giả đã xác định được trữ lượng carbon trong đất và trong 
sinh khối của rừng Trang trồng (Kandelia obovata; < 13 tuổi). Tuy nhiên, hiện chưa 
có nghiên cứu cụ thể nào về carbon trao đổi và tích lũy trong rừng Trang trồng tại 
khu vực phía Bắc ở lứa tuổi cao hơn (~ 20 tuổi). Và, cũng chưa có nghiên cứu cụ 
thể, đồng thời sự tích lũy và trao đổi carbon của HST RNM qua việc đo lượng khí 
CO2 phát thải từ giao diện đất rừng, giao diện nước vào khí quyển cũng như tính 
toán sự trao đổi carbon giữa RNM và môi trường nước xung quanh. 
Để tiếp nối các kết quả nghiên cứu đã có với rừng Trang dưới 13 tuổi, nghiên 
cứu này được thực hiện trên diện tích rừng Trang trồng tại Vườn Quốc gia Xuân 
Thủy (VQGXT) và hoàn thiện bức tranh về khả năng tích lũy carbon trong RNM 
tại phía Bắc Việt Nam từ thời điểm mới trồng cho đến 20 tuổi, cũng như đánh 
giá khả năng tích lũy khí nhà kính của RNM. Vì vậy, đề tài luận án “Nghiên cứu 
khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong rừng ngập mặn trồng tại Vườn 
Quốc gia Xuân Thủy” là nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp 
4 
phần quan trọng trong việc định lượng trữ lượng carbon ứng với mỗi giai đoạn 
sinh trưởng và phát triển của rừng trồng. Bên cạnh đó, carbon trao đổi giữa HST 
RNM và môi trường xung quanh (không khí, nước) cũng được tính toán để hoàn 
thiện chu trình carbon trong rừng Trang trồng và đánh giá chức năng lưu trữ 
carbon của RNM trong việc quản lý bền vững HST rừng. 
2. Mục tiêu nghiên cứu 
Mục tiêu nghiên cứu trong đề tài của luận án là định lượng khả năng tích lũy carbon 
trong rừng Trang (K. obovata) trồng theo thời gian. Ngoài ra, nghiên cứu tính toán 
lượng trao đổi carbon và cân bằng carbon giữa các thành phần môi trường tại khu 
vực RNM VQGXT, tỉnh Nam Định. Các mục tiêu chính của luận án cụ thể như sau: 
i. Định lượng được lượng carbon tích lũy trong rừng Trang trồng (18 – 20 tuổi), 
cụ thể là carbon tích lũy trong sinh khối thực vật và carbon tích lũy trong đất. 
Từ đó làm rõ mối quan hệ giữa tuổi rừng và khả năng tích lũy carbon trong 
RNM theo từng độ tuổi; 
ii. Định lượng carbon trao đổi giữa HST RNM và môi trường xung quanh (nước, 
không khí); 
iii. Xác định mối quan hệ giữa carbon tích lũy trong đất, trong sinh khối và các 
dạng carbon chuyển dịch, từ đó hoàn thiện chu trình carbon trong RNM tại 
VQGXT. 
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 
3.1. Đối tượng nghiên cứu 
Đối tượng nghiên cứu của luận án là khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong 
rừng Trang trồng (K. obovata; 18-20 năm tuổi) tại khu vực vùng đệm VQGXT, 
tỉnh Nam Định. 
3.2. Phạm vi nghiên cứu 
Nghiên cứu được thực hiện trên diện tích rừng Trang (K. obovata) trồng sinh 
trưởng và phát triển quanh một con lạch triều nối với kênh chính (20o13’37.6” N 
5 
Vĩ độ Bắc và 106o31’42.0”E Kinh độ Đông, Hình 2.1) tại khu vực vùng đệm 
VQGXT tỉnh Nam Định. Nghiên cứu định lượng carbon tích lũy trong đất và 
trong sinh khối cây cũng như lượng carbon trao đổi từ giao diện đất – không khí, 
đất – nước theo phương thẳng đứng và phương ngang của rừng Trang trồng từ 
18-20 tuổi. Thời gian nghiên cứu được tiến hành từ tháng 2 năm 2016 đến hết 
tháng 4 năm 2018, tương ứng với rừng trồng 18, 19 và 20 năm tuổi. Tại khu vực 
lựa chọn, kết quả khảo sát cấu trúc rừng cho thấy Trang (K. obovata) là loài 
chiếm khoảng 95% tổng số cá thể đo đếm được tại diện tích rừng trồng, còn lại 
là tỉ lệ nhỏ của Đâng (Rhizophora stylosa). Do đó, khu vực nghiên cứu được xác 
định là diện tích rừng Trang trồng (gọi chung là RNM). 
Diện tích rừng trồng sinh trưởng và phát triển quanh con lạch triều kết nối trực 
tiếp với kênh chính trong khu vực. Dòng thủy triều lên xuống hàng ngày mang 
theo các chất dinh dưỡng cho diện tích rừng trồng, đồng thời dòng thủy triều 
cũng cuốn theo các vật rụng và các chất dinh dưỡng từ sàn rừng ra môi trường 
nước đại dương khi nước rút. Vì vậy, phạm vi chuyên môn của luận án sẽ tính 
toán giá trị carbon tích lũy và trao đổi trong diện tích rừng trồng bao quanh con 
lạch triều. Vì nghiên cứu giới hạn về trang thiết bị đo đạc, nên luận án không tính 
đến lượng carbon trao đổi (CO2) từ cây RNM vào khí quyển và ngược lại. 
4. Nội dung nghiên cứu 
Từ mục tiêu nghiên cứu đã đề ra, các nội dung chính nghiên cứu như sau: 
i. Nghiên cứu sinh khối tích lũy trong rừng Trang bao gồm: sinh khối trên mặt 
đất và sinh khối dưới mặt đất, lượng carbon tồn lưu trong cây và đất RNM 
theo độ tuổi. Từ giá trị sinh khối tích lũy và carbon tích lũy trong đất, nghiên 
cứu xác định tốc độ tích lũy carbon trong sinh khối và tốc độ tồn lưu carbon 
trong đất theo thời gian; 
ii. Nghiên cứu năng suất sơ cấp của rừng Trang trồng và giá trị carbon mang ra 
môi trường nước qua lượng rơi (macro-export) thông qua việc thu thập các 
mẫu lượng rơi hàng tháng tại diện tích nghiên cứu trong hai năm liên tục. Đo 
và tính dòng khí CO2 phát thải từ rừng Trang vào khí quyển, từ rừng Trang 
6 
vào môi trường nước xung quanh thông qua các thông số DOC, POC và DIC 
theo chu kì thủy triều. Từ các kết quả thu được, nghiên cứu tính toán cân bằng 
carbon trong RNM trồng; 
iii. Phân tích và xác định mối tương quan giữa các kết quả trong nội dung nghiên cứu 
số (i) và số (ii) để hoàn thiện chu trình hợp phần carbon trong rừng Trang trồng. 
Từ kết quả đo đạc và phân tích được, nghiên cứu sẽ tập trung làm sáng tỏ các nội 
dung đặt ra với các luận điểm bảo vệ chính như sau: 
(1) carbon tích lũy trong sinh khối và trong đất tăng dần theo tuổi rừng; 
(2) carbon trao đổi vào môi trường không khí và môi trường nước xung quanh 
phụ thuộc vào giá trị carbon tích lũy trong đất và các yếu tố khí hậu, thủy triều, 
thủy văn và các đặc tính của cây Trang trồng. 
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 
5.1. Ý nghĩa khoa học 
Kết quả thu được của luận án hoàn thiện việc định lượng trữ lượng cacbon tích 
lũy của RNM theo độ tuổi (18-20 tuổi). Nghiên cứu cũng góp phần bổ sung các 
luận chứng và cơ sở khoa học cho việc tính toán khả năng hấp thụ khí nhà kính 
(CO2) của rừng trồng, và khả năng này biến đổi như thế nào trong mỗi giai đoạn 
sinh trưởng và phát triển của cây. Từ kết quả đó luận giải quá trình trao đổi 
cacbon giữa các giao diện đất – nước – không khí và làm rõ vai trò của RNM 
như một bể chứa khí nhà kính (CO2), làm giảm thiểu khí nhà kính phát thải ra 
môi trường. 
5.2. Ý nghĩa thực tiễn 
Kết quả hoàn thiện của luận án cung cấp các số liệu định lượng về trữ lượng 
cacbon tích lũy trong RNM trưởng thành, làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng 
và phát triển các dự án trồng RNM vùng ven biển. Các kết quả định lượng của 
luận án có thể được sử dụng làm dữ liệu cơ sở cho đánh giá chi trả dịch vụ HST 
về chức năng lưu trữ carbon/năng suất của HST RNM và quản lý bền vững HST 
7 
này. Qua đó có kế hoạch phục hồi, bảo vệ và phát triển RNM trong khu vực 
nghiên cứu cho nhiệm vụ giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. 
Luận án cũng cung cấp các dẫn liệu trong việc giảng dạy các môn học thuộc lĩnh 
vực môi trường và sinh thái học cũng như một số chuyên ngành liên quan khác 
trong các trường Đại học, Cao đẳng. 
6. Cấu trúc luận án 
Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, luận án bao gồm 03 chương: 
Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu về tích lũy và trao đổi carbon trong rừng 
ngập mặn 
Chương 2: Địa điểm và phương pháp nghiên cứu 
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÍCH LŨY VÀ 
TRAO ĐỔI CARBON TRONG RỪNG NGẬP MẶN 
1.1 Giới thiệu chung về rừng ngập mặn 
Rừng ngập mặn phân bố tại các vùng cửa sông dọc bờ biển chủ yếu ở các vùng 
xích đạo và nhiệt đới hai bán cầu, trải dài từ 25o Bắc tới 25o Nam [14]. Rừng 
ngập mặn tại các vùng trên thế giới có sự đa dạng rất lớn về cấu trúc và chức 
năng, đây là kết quả của các yếu tố tổng hợp bao gồm địa hình vùng đất, thể nền, 
vĩ độ và chế độ thủy triều, thủy văn, khí hậu [20]. Do sự đa dạng về chiều cao và 
đường kính thân nên sinh khối thực vật trên mặt đất cũng biến động rất lớn, từ 
khoảng 8 Mg ha-1 ở các vùng RNM thấp lùn tới trên 500 Mg ha-1 ở các vùng 
RNM gần cửa sông tại vùng Ấn Độ – Thái Bình Dương [21]. 
Tương tự sự biến động của sinh khối thực vật, hàm lượng carbon tích lũy trong 
đất RNM cũng có các giá trị hoàn toàn khác nhau phụ thuộc vào thành phần loài, 
hình thái và cấu trúc rừng. Các nghiên cứu đã cho thấy, RNM tích lũy carbon 
nhiều nhất trong lớp đất có độ sâu từ bề mặt tới khoảng 3 m dưới mặt đất, và trữ 
8 
lượng carbon trong đất chiếm từ 49 – 98% trong tổng trữ lượng carbon của các 
HST này [15]. 
Ngoài việc tập trung nghiên cứu trữ lượng carbon trong HST RNM trên qui mô 
toàn cầu, một số nghiên cứu còn đánh giá các dạng chuyển dịch của carbon từ 
HST RNM ra các vùng nước biển ven bờ. Vì diện tích RNM phân bố ở nhiều 
vùng khác nhau với các yếu tố môi trường rất đa dạng nên carbon hữu cơ dịch 
chuyển từ RNM ra môi trường xung quanh và ngược lại phụ thuộc vào rất nhiều 
yếu tố: địa hình địa mạo, biên độ triều, khí hậu, loài thực vật, ảnh hưởng của các 
yếu tố sinh học, vv Chính các yếu tố tác động này làm cho năng suất sinh học 
và giá trị carbon tích lũy cũng như trao đổi của RNM biến đổi vô cùng đa dạng. 
1.2 Tổng quan các nghiên cứu về tích lũy carbon trong rừng ngập mặn 
Trong vài thập kỉ qua, trữ lượng carbon của HST RNM thuộc các vùng trên toàn 
cầu đã được nhiều tác giả tiến hành nghiên cứu. Các kết quả thu được về sinh 
khối tích lũy trên mặt đất (AGB), sinh khối tích lũy dưới mặt đất (BGB) và một 
số kết quả nghiên cứu carbon tồn lưu dưới mặt đất của các diện tích RNM phân 
bố theo vĩ độ. Các vĩ độ càng gần xích đạo có giá trị carbon tích lũy càng cao. 
Ở phía Bắc Việt Nam, từ đầu những năm 2000 một số nghiên cứu về carbon tích 
lũy trong sinh khối và đất đã được tiến hành ở các vùng RNM mới trồng bởi 
Nguyễn Thanh Hà, Nguyễn Thị Kim Cúc và Nguyễn Thị Hồng Hạnh [10]–[12]. 
Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng carbon tích lũy trên mặt đất và dưới mặt đất 
biến động tăng dần theo độ tuổi. Các kết quả nghiên cứu chỉ tính các diện tích 
rừng trồng đến 13 tuổi, chưa có kết quả cho các giai đoạn tuổi cao hơn của rừng 
ở khu vực này. 
1.3 Tổng quan các nghiên cứu về trao đổi carbon trong rừng ngập mặn 
Một phần carbon tích lũy trong đất RNM bị khoáng hóa và hình thành các khí nhà 
kính, trong đó có khí CO2. Khí này có thể phát thải trực tiếp vào không khí qua 
giao diện đất – khí, hoặc hòa tan trong nước và theo dòng chảy ngầm ra vùng nước 
kênh rạch xung quanh dưới các dạng DOC, DIC, POC [3], [30], [83]. Các quá trình 
9 
sản sinh và dịch chuyển carbon trong các thành phần môi trường có biến động 
mạnh trong đất RNM, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần loài thực vật, 
tuổi rừng, vị trí địa hình của rừng và mối liên quan tới biên độ và chu kì thủy triều, 
các nguồn thải nhân tạo mà RNM nhận được, khí hậu trong năm (mùa mưa/khô, 
nhiệt độ) [3], [82], [84]–[86]. Những ước tính mới nhất của Bouillon và cs. (2008) 
[3] về cân bằng carbon trong RNM cho thấy nhiều biến động. Kết hợp các nguồn 
hấp thụ carbon khác nhau trong RNM, vận chuyển, tồn lưu và khoáng hóa chỉ 
chiếm ~ 50% lượng carbon cố định bởi RNM qua quá trình quang hợp. 
Tại khu vực phía Bắc Việt Nam, từ năm 2010 tới nay, chưa có nghiên cứu cụ thể 
nào tính toán đồng thời giá trị carbon tích lũy và trao đổi trong RNM phía Bắc, 
và cũng chưa có nghiên cứu xác định lượng khí CO2 phát thải từ giao diện đất 
rừng, giao diện nước vào khí quyển cũng như tính toán sự trao đổi carbon giữa 
RNM và môi trường nước xung quanh dưới các dạng tồn tại của chúng (DOC, 
POC, DIC và carbon mang ra từ lượng rơi). Do đó, giả thuyết đặt ra cho nghiên 
cứu trong luận án này là tính toán được carbon tích lũy, tồn lưu; tính toán và xác 
định được các dạng chuyển dịch của carbon để hoàn thiện chu trình carbon cho 
một vùng nghiên cứu với thành phần loài thực vật và hình thái rừng cụ thể. 
1.4 Kết luận chương 1 
Carbon tích lũy, tồn lưu trong HST RNM tại các vùng vĩ độ trên thế giới và tại 
Việt Nam đã được nghiên cứu cụ thể tại các địa điểm khác nhau. Carbon trao đổi 
và chuyển dịch từ RNM ra môi trường xung quanh đã được công bố trong một 
số nghiên cứu; tuy nhiên kết quả nghiên cứu còn hạn chế và chưa tính toán được 
đầy đủ các dạng trao đổi và chuyển dịch. Hiện đã có một số nghiên cứu về các 
yếu tố ảnh hưởng tới sự phát thải khí CO2 từ giao diện đất- không khí tại sàn 
RNM khi thủy triều xuống thấp [67], [82], [84]. Tuy nhiên vẫn còn thiếu các 
nghiên cứu về dòng khí CO2 phát thải tại các khu vực khác nhau trên thế giới 
cũng như tại các hình thái rừng khác nhau (rừng trồng và rừng tự nhiên). Các tác 
giả đã dự đoán dạng chuyển dịch của carbon trong HST RNM, nhưng chưa có 
đầy đủ số liệu để hoàn thiện chu trình carbon cho một vùng nghiên cứu cụ thể. 
10 
Tại Việt Nam, vì phần lớn diện tích RNM hiện có là RNM trồng (~ 66%) [80], 
và đã có một số nghiên cứu đánh giá trữ lượng carbon tích lũy trong sinh khối 
và trong đất. Tuy nhiên, vẫn chưa có các nghiên cứu toàn diện để đánh giá trọn 
vẹn về carbon tích lũy và trao đổi trong HST RNM trồng tại lứa tuổi trưởng 
thành, đặc biệt tại vùng phía Bắc Việt Nam. Vì vậy, rất cần có các nghiên cứu cụ 
thể để đánh giá carbon tích lũy và trao đổi trong HST này. Nghiên cứu ... 
20 
0,93 ± 0,52 MgC ha-1 năm-1. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng dòng khí CO2 phát 
thải tăng lên cùng với sự gia tăng của nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất, với giá 
trị Q10 tính toán được cho đất RNM là 2,63 và cho đất trống là 2,75. Các giá trị 
Q10 xác định được trong nghiên cứu này có giá trị tương đương với nhiều nghiên 
cứu đã được công bố ở nhiều vùng trên thế giới, với giá trị biến động trong 
khoảng từ 1,70 - 4,05 [67], [70], [153]–[155]. Sự biến động của dòng khí CO2 
không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố vô sinh mà còn phụ thuộc vào các yếu tố hữu 
sinh, trong đó lớp màng sinh học có vai trò như một lớp bảo vệ và hạn chế sự 
phát thải của khí CO2 từ bề mặt đất vào khí quyển. 
3.5 Sự trao đổi carbon giữa rừng ngập mặn và môi trường nước xung quanh 
Giá trị CO2 phát thải từ môi trường nước vào khí quyển có liên quan chặt chẽ với 
các thông số lí hóa của nước, đặc biệt là thông số DIC, DO và pH. Nồng độ khí 
CO2 phát thải từ giao diện nước - không khí tăng cao khi thủy triều xuống thấp 
và nồng độ CO2 phát thải ổn định khi thủy triều lên và thủy triều cao. Kết quả 
tính toán và đo đạc cho thấy khí CO2 phát thải từ giao diện nước – không khí 
diễn ra mạnh mẽ vào chu kì nước lớn, đặc biệt là vào mùa mưa, với lượng phát 
thải carbon dưới dạng khí CO2 từ giao diện nước-không khí trung bình là 0,15 
MgC ha-1 năm-1. Kết quả so sánh cho thấy tổng lượng CO2 phát thải từ bề mặt 
nước vào khí quyển thấp hơn 11,67 lần lượng phát thải từ bề mặt đất vào khí 
quyển (1,75 MgC ha-1 năm-1). 
Carbon mang vào RNM được tính theo nồng độ trung bình của các chất khi thủy 
triều lên và lưu lượng nước triều vào. Carbon mang ra khỏi RNM được tính bằng 
phương pháp tương tự khi triều xuống. Nhìn chung, tổng carbon hữu cơ (DOC 
và POC) mang vào RNM từ dòng nước triều lớn hơn so với giá trị carbon mang 
ra khỏi RNM tới các kênh rạch và sau đó ra vùng nước biển ven bờ. Ngược lại, 
carbon vô cơ (DIC) mang ra khỏi RNM có giá trị lớn hơn tổng carbon vô cơ 
mang vào. Giá trị carbon mang vào và mang ra khỏi RNM theo chu kì thủy triều 
và theo các mùa trong năm được trình bày trong Hình 3.34. 
21 
Carbon hữu cơ mang vào 1 ha RNM trong một năm là 15,16 MgC ha-1, trong đó 
POC là 13,39 MgC ha-1 và DOC là 1,77 MgC ha-1. Khi thủy triều rút xuống, 
carbon hữu cơ mang ra tương ứng là 6,68 và 1,70 MgC ha-1. Kết quả so sánh cho 
thấy, tổng lượng carbon hữu cơ bị giữ lại trong 1 ha RNM là 6,78 MgC ha-1, 
trong đó carbon hữu cơ lơ lửng (POC) chiếm 6,71 MgC ha-1 (98,97%) và carbon 
hữu cơ hòa tan (DOC) chỉ chiếm 0,07 MgC ha-1 (1,03%). Ngược lại với xu hướng 
lưu giữ carbon hữu cơ trong đất RNM, carbon vô cơ (DIC) mang ra khỏi RNM 
lớn hơn giá trị carbon vô cơ mang vào với giá trị là 4,06 MgC ha-1. Giá trị DIC 
đặc biệt tăng cao sau khi lớp nước mặt thoát ra hết khỏi bề mặt sàn rừng, thời 
điểm này nước mang ra khỏi diện tích RNM chủ yếu là nước lỗ rỗng. 
Khi so sánh với các nghiên cứu tương tự đã công bố trên thế giới, kết quả thu 
được trong nghiên cứu này tương đồng với kết quả của Romigh và cs. (2006) 
[165]. Các tác giả đã công bố nồng độ DOC mang vào và mang ra khỏi RNM 
chịu ảnh hưởng của yếu tố thời gian (mùa) và bị tác động mạnh mẽ bởi lưu lượng 
nước sông cũng như biên độ thủy triều. Tuy nhiên, theo Alongi (2014) [31], 
carbon mang ra khỏi RNM khi tốc độ triều xuống mạnh hơn so với tốc độ triều 
lên, và trong hầu hết các trường hợp, do nồng độ carbon trong nước RNM cao 
Hình 3.34. Carbon mang vào và mang ra khỏi RNM qua môi trường nước. 
DIC: carbon vô cơ hòa tan, DOC: carbon hữu cơ hòa tan, POC: carbon hữu 
cơ lơ lửng. 
18,53
1,77
13,39
C mang vào RNM 
(MgC ha-1)
DIC DOC POC
22,59
1,70
6,68
C mang ra khỏi RNM 
(MgC ha-1)
DIC DOC POC
22 
hơn so với trong nước triều ngoài đại dương dẫn đến sự chênh lệch về giá trị 
carbon mang ra lớn hơn mang vào. 
Nhìn chung, chế độ thủy văn thủy triều và biên độ thủy triều là các yếu tố quan 
trọng ảnh hưởng đến giá trị carbon hữu cơ và vô cơ mang ra khỏi RNM. Carbon 
hữu cơ mang vào RNM lớn hơn lượng carbon hữu cơ mang ra, và thành phần 
chính mang vào dưới dạng POC (6,71 MgC ha-1 năm-1). Ngược lại, DIC mang ra 
vùng nước biển ven bờ vượt trội so với DIC mang vào (4,06 MgC ha-1 năm-1) và 
chiếm thành phần lớn nhất trong tất cả các dạng carbon mang ra khỏi HST RNM. 
3.6 Chu trình carbon trong rừng ngập mặn 
Carbon tích lũy trong HST RNM bao gồm hai thành phần: carbon từ năng suất 
sản phẩm của RNM và carbon mang vào từ dòng nước triều (POC, DOC và 
DIC). Sau khi đã tính toán tỉ lệ mang vào và mang ra trong diện tích rừng trồng 
qua lạch triều, lượng carbon mang vào RNM bao gồm DOC và POC với các giá 
trị trung bình tương ứng là 0,07 và 6,71 MgC ha-1 năm-1 (Bảng 3.18). 
Như vậy, tổng carbon mang vào RNM hàng năm là 13,51 MgC ha-1 năm-1, trong 
đó carbon trong năng suất sinh khối rừng là 6,73 MgC ha-1 năm-1 (49,82%) và 
carbon từ dòng nước triều là 6,78 MgC ha-1 năm-1 (50,18%). Carbon mang ra 
khỏi HST RNM bao gồm nhiều thành phần: carbon mang ra theo dòng nước triều 
(micro export: DIC, DOC, POC), carbon mang ra từ lượng rơi (macro export) và 
Bảng 3.18. Tổng carbon mang vào và mang ra khỏi HST RNM. Giá trị trung 
bình và độ lệch chuẩn tính theo đơn vị MgC ha-1 năm-1. 
Thành phần 
đầu vào 
Trung 
bình 
Độ lệch 
chuẩn Thành phần đầu ra 
Trung 
bình 
Độ lệch 
chuẩn 
Lượng rơi 2,32 0,21 Lượng rơi mang ra 0,26 0,01 
Sinh khối gỗ 2,03 0,18 Tồn lưu trong đất 6,91 0,98 
Sinh khối rễ 2,38 0,40 CO2 phát thải từ đất 1,75 0,76 
DOC 0,07 0,11 CO2 phát thải từ nước 0,15 0,03 
POC 6,71 4,70 DIC 4,06 3,49 
Tổng đầu vào 13,51 5,60 Tổng đầu ra 13,13 5,27 
23 
carbon phát thải dưới dạng khí CO2 qua giao diện đất – không khí và giao diện 
nước – không khí. Theo kết quả tính toán được trong Bảng 3.18, tổng giá trị 
carbon mang ra từ RNM hàng năm là 6,22 MgC ha-1 năm-1. DIC là thành phần 
mang ra khỏi RNM với tỉ lệ lớn nhất, tương ứng với giá trị tính toán được là 4,06 
± 3,49 MgC ha-1 năm-1 (chiếm 65,70% tổng carbon mang ra), sau đó đến carbon 
phát thải từ bề mặt đất vào không khí dưới dạng khí CO2 với giá trị trung bình là 
1,75 ± 0,76 MgC ha-1 năm-1 (chiếm 28,32% tổng carbon mang ra). Carbon mang 
ra khỏi RNM dưới dạng lượng rơi tính được là 0,26 ± 0,01 MgC ha-1 năm-1 và 
nhỏ nhất là carbon phát thải từ bề mặt nước (0,15 ± 0,03 MgC ha-1 năm-1). Như 
vậy DIC và CO2 phát thải từ đất là hai thành phần chính (94%) phát thải carbon 
vào môi trường nước và không khí xung quanh, và chỉ còn lại một phần nhỏ (6%) 
carbon phát thải trên bề mặt nước và carbon mang ra theo lượng rơi. 
Từ các kết quả phân tích được, nghiên cứu đã tổng hợp thành chu trình hợp 
phần carbon trong rừng Trang tại VQGXT, tỉnh Nam Định trong Hình 3.35. 
Khi tính toán tổng carbon tồn lưu trong đất (6,91 ± 0,98 MgC ha-1 năm-1) 
với tổng carbon mang ra từ các thành phần (6,22 ± 3,99 MgC ha-1 năm-1) có 
thể thấy rằng tỉ lệ carbon tồn lưu trong đất cao hơn so với carbon mang ra. 
Tổng hai giá trị này tương ứng là 13,13 ± 5,27 MgC ha-1 năm-1 vẫn thấp hơn 
Hình 3.35. Tóm tắt một số hợp phần chính của carbon trong HST RNM tại 
VQGXT, tỉnh Nam Định. Nghiên cứu sử dụng hình ảnh chu trình carbon của 
Buoillon và cs. (2008) [3]. 
24 
tổng carbon tích lũy trong HST RNM và carbon mang vào từ dòng nước 
triều (13,51 ± 5,60 MgC ha-1 năm-1). Sau khi tính toán các dạng carbon mang 
vào và mang ra khỏi RNM, carbon tích lũy trong đất và sinh khối rừng Trang 
còn lại là 7,29 MgC ha-1 năm-1. 
3.7 Kết luận chương 3 
Kết quả nghiên cứu trong luận án đã tính toán được giá trị carbon tích lũy trong 
sinh khối, tồn lưu carbon trong đất rừng Trang trồng cũng như tốc độ tích lũy, 
tồn lưu carbon của rừng theo thời gian. Các kết quả về carbon trao đổi giữa RNM 
và môi trường xung quanh (đất, nước, không khí) đã được hoàn thiện với các số 
liệu cụ thể cho mỗi dạng carbon trao đổi và chuyển dịch. Nghiên cứu đã tính toán 
cân bằng carbon trong HST RNM và tốc độ tồn lưu, tích lũy thực tế theo thời 
gian. Từ kết quả tính toán được, nghiên cứu đã xây dựng, hoàn thiện được chu 
trình hợp phần carbon trong RNM. Chu trình carbon trong rừng Trang trồng đã 
khái quát được toàn bộ cân bằng carbon trong HST RNM tại VQGXT. Trong 
chu trình này, carbon tồn lưu trong đất chiếm tỉ lệ lớn nhất (6,91 MgC ha-1 năm-
1) trong giai đoạn rừng Trang (18-20 tuổi). 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
1. Những kết quả đạt được của luận án 
(1) Nghiên cứu đã xác định được phương trình tương quan giữa các thành phần 
của sinh khối và kích thước cây. Tổng sinh khối tích lũy trong rừng Trang tăng 
dần theo thời gian và theo tuổi rừng, giá trị cao nhất đạt tới 138,03 Mg ha-1 (87,66 
và 50,37 tương ứng với sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất) ở rừng Trang 20 
tuổi, và dự đoán giá trị này vẫn tiếp tục tăng lên trong những năm tiếp theo. 
Carbon hữu cơ tích lũy cũng tăng dần trong đất rừng từ 18 tới 20 tuổi, tương ứng 
là 159,45 MgC ha-1 và 169,03 MgC ha-1, trong đó carbon tồn lưu trong đất chiếm 
trên 90% và carbon tích lũy trong sinh khối rễ chiếm tỉ lệ dưới 10%. Tỉ lệ T/R 
giảm dần theo tuổi cây cũng cho thấy rằng, tốc độ tích lũy sinh khối tăng nhanh 
phía dưới mặt đất và quá trình này vẫn tiếp diễn sau hai thập kỉ sau khi trồng. 
25 
Tốc độ gia tăng tích lũy sinh khối trên mặt đất đạt giá trị trung bình là 4,60 Mg 
ha-1 năm-1, tương ứng với carbon hữu cơ tích lũy là 2,03 MgC ha-1 năm-1. Tính 
riêng đối với giai đoạn cây Trang từ 18 -20 tuổi, giá trị tích lũy sinh khối rễ trung 
bình theo năm tính được là 2,38 MgC ha-1 năm-1. 
(2) Giá trị lượng rơi trung bình trong hai năm quan trắc tại rừng Trang 18-20 
tuổi đạt 6,41 ± 1,59 Mg ha-1, tương ứng với carbon trong lượng rơi trung bình 
là 2,32 ± 0,57 MgC ha-1 năm-1. Lượng rơi mang ra khỏi diện tích RNM qua 
dòng nước triều trung bình là 0,26 ± 0,01 MgC ha-1 năm-1. Như vậy, carbon 
trong lượng rơi còn lưu giữ lại trong RNM tương ứng với 2,06 MgC ha-1 năm-
1. Tổng lượng carbon phát thải từ bề mặt đất rừng dưới dạng khí CO2 là 1,75 
± 0,76 MgC ha-1 năm-1, và tại vùng đất trống tương ứng là 0,93 ± 0,52 MgC 
ha-1 năm-1. Giá trị carbon phát thải từ giao diện đất –không khí cao hơn nhiều 
lần so với lượng carbon phát thải từ giao diện nước – không khí (0,15 ± 0,03 
MgC ha-1 năm-1). 
(3) Kết quả nghiên cứu chỉ ra RNM có khả năng giữ lại một lượng carbon 
hữu cơ lơ lửng rất lớn trên một đơn vị diện tích, giá trị POC bị giữ lại đạt tới 
6,71 ± 4,70 MgC ha-1 năm-1, trong khi DOC bị giữ lại không đáng kể 0,07 ± 
0,11 MgC ha-1 năm-1. Ngược lại, carbon vô cơ hòa tan (DIC) mang ra khỏi 
sàn RNM hàng năm tương đối lớn, giá trị đạt tới 4,06 ± 3,49 MgC ha-1 năm-
1. Giá trị DIC mang ra khỏi RNM nhiều nhất vào chu kì thủy triều nước lớn 
và chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tất cả các dạng carbon mang ra khỏi RNM. Sau 
khi tính toán cân bằng carbon trong rừng Trang trồng, carbon tích lũy trong 
đất và sinh khối của của rừng Trang đạt giá trị trung bình 7,29 MgC ha-1 năm-
1, trong đó tỉ lệ lớn là giá trị carbon tích lũy dưới mặt đất. 
2. Những đóng góp mới của luận án 
- Định lượng được lượng carbon tích lũy và xây dựng được phương trình tương 
quan giữa sinh khối, đất rừng trồng theo tuổi rừng. 
26 
- Định lượng được CO2 phát thải từ đất RNM vào khí quyển, môi trường nước 
vào khí quyển, tính được lượng carbon dịch chuyển từ RNM vào môi trường 
nước xung quanh và ngược lại. 
- Làm rõ mối quan hệ giữa tổng lượng carbon tích lũy trong RNM tại VQGXT 
và lượng phát thải từ RNM. 
3. Những hạn chế của luận án và định hướng nghiên cứu tiếp theo 
Nồng độ carbon tích lũy trong sinh khối và trong đất được phân tích bằng các 
phương pháp truyền thống. Các phương pháp này có giá trị sai số cao hơn so với 
các phương pháp phân tích hiện đại bằng máy phân tích tổng CN. Tuy nhiên, các 
phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu này vẫn là các phương pháp quy 
chuẩn, được ứng dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới. 
Do giới hạn về tổng thời gian nghiên cứu của luận án, nên các phép đo đạc chỉ 
được thực hiện ở giai đoạn cây Trang từ 18-20 tuổi. Với giai đoạn cây Trang dưới 
10 tuổi, nghiên cứu đã tham khảo một số kết quả đã công bố của Nguyễn Thị Kim 
Cúc và cs. (2007, 2009) trong khu vực RNM (cùng loài) ở phía Bắc Việt Nam. 
4. Những kiến nghị 
Kết quả nghiên cứu cho thấy môi trường yếm khí của đất RNM có khả năng làm 
chậm lại quá trình phân hủy carbon trong hợp chất hữu cơ và vì vậy thúc đẩy quá 
trình tích lũy carbon. Sự tích lũy carbon tăng dần theo tuổi rừng tạo thành một 
quá trình rất hiệu quả trong việc giảm thiểu sự phát thải khí nhà kính vào khí 
quyển, và RNM trồng đóng vai trò là thước đo giảm thiểu sự biến đổi khí hậu 
trên toàn cầu. Do đó, cần tiến hành các dự án trồng rừng tại các vùng đất trống 
ven biển và bảo tồn các diện tích RNM hiện có. 
Từ kết quả của nghiên cứu, tác giả đề xuất rằng, với các dự án rừng trồng, khi 
tính toán tổng giá trị carbon tích lũy cần phải tính đến tỉ lệ cân bằng của khí CO2 
phát thải vào khí quyển từ bề mặt đất, bề mặt nước cũng như carbon trao đổi với 
môi trường nước xung quanh. 
27 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
1. Ha Thi Hien, Marchand, C., Aimé, J. and Nguyen Thi Kim Cuc. Seasonal 
variability of CO2 emissions from sediments in planted mangroves (Northern Viet 
Nam). Estuarine, Coastal and Shelf Science (IF = 2,413). 213, 28-39, 2018. 
Journal of Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2018.08.006. 
2. Hà Thị Hiền và Nguyễn Thị Kim Cúc. Ảnh hưởng của lớp màng sinh học trên 
bề mặt đất tới sự phát thải khí CO2 vào khí quyển từ đất rừng ngập mặn tại Vườn 
Quốc gia Xuân Thủy. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, 61, 3-10, 
2018. ISSN 1859-3941. 
3. Ha Thi Hien, Marchand, C., Aimé, J., Dang, H. N., Phan, N. H., Nguyen, X.T., 
Nguyen Thi Kim Cuc. Belowground carbon sequestration in a mature plantepd 
mangroves (Northern, Viet Nam). Forest Ecology and Managements (IF = 3,169). 407, 
191-199, 2018. Journal of Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.06.057. 
4. Ha Thi Hien, Nguyen Thi Kim Cuc and Nguyen Thi Hang Nga. Carbon burial 
rate in planted mangroves (Northern Viet Nam). Tuyển tập Hội nghị khoa học 
thường niên năm 2017, pp 522-524, 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1. 
5. Ha Thi Hien, Nguyen Thi Hang Nga and Nguyen Thi Kim Cuc. Relationships 
between physico-chemical properties and organic carbon in mangrove soil of Xuan 
Thuy National Park, Northern Viet Nam. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi và 
Môi trường, 58, 140-148, 2017. ISSN 1859-3941. 
6. Hà Thị Hiền và Nguyễn Thị Kim Cúc. Nghiên cứu định lượng carbon tích lũy 
dưới mặt đất của rừng ngập mặn trồng tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy, Nam Định. 
Tuyển tập Hội nghị khoa học thường niên năm 2016, pp 369-370, 2016. ISBN: 978-
604-82-1980-2. 
CÔNG TRÌNH ĐÃ CHẤP NHẬN ĐĂNG 
7. Hà Thị Hiền và Nguyễn Thị Kim Cúc. Cấu trúc và sinh khối tích lũy trên mặt 
đất của rừng ngập mặn trồng tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy. Tạp chí Khoa học Kỹ 
thuật Thủy lợi và Môi trường. Số 63, T12/2018.