Từ quản lý diện tích rừng đến quản trị lượng carbon

Trong nhiều năm, quản lý rừng chủ yếu tập trung vào các chỉ tiêu như diện tích, trạng thái rừng, trữ lượng gỗ, diễn biến tài nguyên và mức độ che phủ. Khi yêu cầu giảm phát thải khí nhà kính ngày càng rõ nét, một lớp thông tin mới trở thành cơ sở quan trọng cho công tác quản lý: lượng carbon được lưu giữ trong hệ sinh thái rừng và lượng phát thải, hấp thụ phát sinh theo thời gian.

Rừng hấp thụ CO₂ thông qua quá trình quang hợp, đồng thời lưu giữ carbon trong sinh khối trên mặt đất, dưới mặt đất, gỗ chết, thảm mục và đất. Khi rừng được bảo vệ, phục hồi và phát triển tốt, khả năng tích lũy carbon có thể được duy trì hoặc gia tăng. Ngược lại, mất rừng, suy thoái rừng, cháy rừng hoặc thay đổi mục đích sử dụng đất có thể làm suy giảm lượng carbon lưu trữ và phát sinh phát thải.

Vì vậy, xác định được rừng đang lưu giữ bao nhiêu carbon, lượng carbon biến động ra sao và nguyên nhân của những biến động đó có ý nghĩa trực tiếp đối với quản lý tài nguyên, xây dựng chính sách lâm nghiệp và thực hiện các cam kết về giảm phát thải.

Đây là bài toán đòi hỏi hệ thống dữ liệu đủ lớn, phương pháp đo lường phù hợp và khả năng cập nhật thường xuyên.

Nếu trước đây việc xác định sinh khối và trữ lượng carbon thường dựa nhiều vào điều tra thực địa, các phương pháp công nghệ hiện đại đang mở rộng khả năng quan trắc trên phạm vi lớn. Ảnh vệ tinh, công nghệ viễn thám, GIS, dữ liệu LiDAR, máy bay không người lái (UAV), hệ thống định vị và các mô hình tính toán có thể được kết hợp để xây dựng bản đồ sinh khối, trữ lượng carbon và diễn biến carbon theo không gian, thời gian.

Theo hướng nghiên cứu hiện nay, đo đếm carbon rừng cần được xây dựng trên sự kết hợp giữa dữ liệu thu thập tại hiện trường và dữ liệu quan trắc từ xa.

Điều tra thực địa cung cấp những thông tin nền tảng về loài cây, đường kính, chiều cao, mật độ, sinh khối và cấu trúc lâm phần. Từ các số liệu này, nhà nghiên cứu có thể xây dựng các phương trình hoặc mô hình tương quan để ước tính sinh khối và lượng carbon.

Trong khi đó, dữ liệu viễn thám cho phép mở rộng kết quả đo đếm từ những ô tiêu chuẩn ra phạm vi lớn hơn. Ảnh vệ tinh có thể cung cấp thông tin về độ che phủ, trạng thái thảm thực vật, biến động rừng và nhiều chỉ số phản ánh đặc điểm sinh trưởng của hệ sinh thái.

Khi được tích hợp với GIS, các lớp dữ liệu có thể được chồng xếp để xác định sự thay đổi của rừng theo từng khu vực. Những nơi có biến động về diện tích, chất lượng rừng hoặc sinh khối có thể được khoanh vùng để kiểm tra, cập nhật dữ liệu và đánh giá nguyên nhân.

Với các khu vực có địa hình phức tạp hoặc yêu cầu độ chính xác cao, công nghệ LiDAR mở ra thêm khả năng thu thập thông tin về cấu trúc không gian của rừng. Dữ liệu về chiều cao tán cây, cấu trúc tầng tán và mật độ có thể được sử dụng để cải thiện các mô hình ước tính sinh khối.

UAV cũng đang trở thành công cụ hữu ích trong nghiên cứu lâm nghiệp. Với khả năng thu thập hình ảnh có độ phân giải cao tại những khu vực tương đối nhỏ, UAV hỗ trợ kiểm tra hiện trạng rừng, theo dõi các mô hình phục hồi rừng, đánh giá sinh trưởng và bổ sung dữ liệu cho các nghiên cứu carbon.

Điểm quan trọng nằm ở việc tổ chức các nguồn dữ liệu thành một hệ thống thống nhất. Khi dữ liệu thực địa, ảnh viễn thám và dữ liệu không gian được liên kết, kết quả đo đếm carbon có thể được cập nhật theo từng thời kỳ, tạo thành cơ sở phục vụ giám sát lâu dài.

Vai trò của Trường Đại học Lâm nghiệp

Là cơ sở đào tạo và nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp có điều kiện thuận lợi để tham gia giải quyết những yêu cầu mới đặt ra trong quản trị tài nguyên rừng và giảm phát thải.

Các hướng nghiên cứu về điều tra rừng, sinh khối, sinh thái rừng, viễn thám, GIS, mô hình hóa và quản lý tài nguyên thiên nhiên tạo nền tảng để phát triển các phương pháp đo đếm và giám sát carbon rừng.

Trong quá trình nghiên cứu, một yêu cầu quan trọng là nâng cao độ chính xác của việc ước tính sinh khối. Sinh khối có quan hệ trực tiếp với lượng carbon được lưu giữ trong hệ sinh thái rừng. Do đó, việc lựa chọn phương pháp đo, thiết kế ô tiêu chuẩn, thu thập dữ liệu cây rừng và xây dựng phương trình sinh khối có ý nghĩa quyết định đối với kết quả tính toán.

Từ các dữ liệu này, những mô hình ước tính có thể được kiểm chứng bằng dữ liệu thực địa và mở rộng trên phạm vi không gian lớn hơn thông qua công nghệ viễn thám.

Cách tiếp cận này giúp chuyển từ những bộ số liệu rời rạc sang hệ thống dữ liệu có khả năng phục vụ theo dõi biến động carbon qua thời gian.

Một hướng quan trọng khác là xây dựng bản đồ phân bố carbon rừng. Bản đồ thể hiện lượng carbon ước tính theo từng khu vực, từng trạng thái rừng hoặc từng loại hình sử dụng đất. Khi được cập nhật định kỳ, bản đồ trở thành công cụ trực quan để cơ quan quản lý theo dõi xu hướng tăng, giảm hoặc biến động carbon.

Đối với các chương trình phục hồi rừng, trồng rừng hoặc quản lý rừng bền vững, dữ liệu này còn giúp đánh giá hiệu quả của các biện pháp can thiệp.

PGS, TS. Hoàng Anh Huy, Hiệu trưởng Trường Đại học Lâm nghiệp cho rằng, đo đếm và giám sát carbon rừng đang trở thành một hướng nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng đối với quản trị tài nguyên rừng trong giai đoạn mới. Muốn lượng hóa chính xác khả năng hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng, cần xây dựng được hệ thống dữ liệu có cơ sở khoa học, kết hợp chặt chẽ giữa điều tra thực địa với công nghệ viễn thám, GIS, dữ liệu không gian và các phương pháp mô hình hóa.

Theo PGS, TS. Hoàng Anh Huy, yêu cầu đặt ra hiện nay là từng bước nâng cao độ chính xác của dữ liệu carbon, đồng thời xây dựng phương pháp có khả năng cập nhật thường xuyên trên phạm vi rộng. Dữ liệu về sinh khối, cấu trúc rừng và biến động tài nguyên khi được tích hợp với dữ liệu viễn thám sẽ tạo cơ sở để hình thành các bản đồ carbon, theo dõi diễn biến hấp thụ và phát thải theo không gian, thời gian.

“Công nghệ phải gắn với dữ liệu thực địa và yêu cầu quản lý thực tế. Khi các nguồn dữ liệu được chuẩn hóa, kết nối và kiểm chứng, chúng ta có thể lượng hóa tốt hơn giá trị carbon của rừng, phục vụ quản lý tài nguyên, các chương trình giảm phát thải và từng bước hình thành cơ sở dữ liệu cho thị trường carbon”, PGS, TS. Hoàng Anh Huy nhấn mạnh.

Lãnh đạo nhà trường cũng cho rằng, quá trình này đặt ra yêu cầu mới đối với đào tạo nhân lực lâm nghiệp. Bên cạnh kiến thức về lâm sinh, sinh thái và quản lý rừng, người học cần được trang bị năng lực sử dụng công nghệ viễn thám, GIS, phân tích dữ liệu và các công cụ số. Đây là nền tảng để hình thành đội ngũ có khả năng tham gia đo đếm, giám sát, báo cáo và kiểm chứng carbon rừng trong thời gian tới.

PGS, TS. Hoàng Anh Huy cho biết: “Trường Đại học Lâm nghiệp xác định nghiên cứu khoa học phải gắn với những vấn đề thực tiễn của ngành và yêu cầu phát triển đất nước. Đo đếm, giám sát carbon rừng là một lĩnh vực có dư địa nghiên cứu lớn, đòi hỏi sự kết hợp giữa khoa học lâm nghiệp với công nghệ mới. Nhà trường sẽ tiếp tục thúc đẩy nghiên cứu, đào tạo và hợp tác để góp phần hình thành các giải pháp phù hợp với điều kiện Việt Nam”.

Một trong những yêu cầu lớn của công tác giám sát carbon là khả năng theo dõi biến động liên tục. Rừng là hệ sinh thái có sự thay đổi theo thời gian, sinh trưởng của cây, khai thác, trồng mới, cháy rừng, sâu bệnh và tác động của thiên tai đều có thể làm thay đổi lượng carbon tích lũy. Nếu chỉ thực hiện điều tra tại những thời điểm cách xa nhau, dữ liệu có thể bỏ qua nhiều biến động xảy ra giữa các kỳ kiểm kê.

Công nghệ viễn thám góp phần giải quyết khoảng trống này bằng khả năng cung cấp dữ liệu lặp lại theo chu kỳ. Các ảnh vệ tinh có thể được sử dụng để phát hiện thay đổi về độ che phủ, diện tích rừng và đặc điểm thảm thực vật. Khi kết hợp với dữ liệu điều tra thực địa, kết quả giám sát có thể được hiệu chỉnh và nâng cao độ tin cậy.

Trong tương lai, hệ thống giám sát carbon rừng có thể được phát triển theo hướng tích hợp nhiều nguồn dữ liệu trên cùng một nền tảng. Dữ liệu không gian, dữ liệu điều tra rừng, thông tin về biến động sử dụng đất và các kết quả tính toán carbon được liên kết, cập nhật và truy xuất theo từng khu vực.

Giải pháp này đáp ứng xu hướng chuyển đổi số trong ngành lâm nghiệp,, đồng thời tạo điều kiện để cơ quan quản lý có thêm công cụ ra quyết định dựa trên dữ liệu.

Đo đếm carbon gắn với thị trường carbon

Khi thị trường carbon từng bước hình thành, yêu cầu về tính minh bạch và khả năng kiểm chứng lượng giảm phát thải, lượng carbon hấp thụ ngày càng cao.

Một dự án lâm nghiệp muốn chứng minh giá trị giảm phát thải hoặc lượng carbon được hấp thụ cần có phương pháp đo lường, báo cáo và thẩm tra phù hợp. Những con số về diện tích rừng, sinh khối hay lượng carbon vì vậy cần được xây dựng trên cơ sở khoa học và có khả năng kiểm chứng. Đây là điểm mà công nghệ đo đếm và giám sát có thể tạo ra giá trị lớn.

Khi lượng carbon được xác định dựa trên dữ liệu có nguồn gốc rõ ràng, phương pháp tính toán minh bạch và quy trình kiểm chứng phù hợp, giá trị carbon của rừng có điều kiện được lượng hóa tốt hơn. Đây cũng là cơ sở để triển khai các chương trình chi trả dựa trên kết quả giảm phát thải, các dự án hấp thụ carbon và những cơ chế tài chính liên quan đến bảo vệ, phát triển rừng.

Đối với chủ rừng và cộng đồng, việc lượng hóa giá trị carbon có thể mở thêm hướng tiếp cận nguồn lực cho bảo vệ rừng. Khi rừng được duy trì và lượng carbon được theo dõi, những đóng góp của hệ sinh thái rừng đối với mục tiêu giảm phát thải có thể được phản ánh rõ hơn trong các cơ chế tài chính.

Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu này, hệ thống đo đếm cần bảo đảm độ tin cậy và khả năng kiểm chứng. Đây là yêu cầu đặt ra cho các cơ sở nghiên cứu, cơ quan quản lý và doanh nghiệp trong quá trình phát triển các dự án carbon rừng.

Trong giai đoạn mới, công nghệ đo đếm carbon rừng được kỳ vọng phát triển theo hướng tự động hóa, số hóa và tích hợp dữ liệu.

Trí tuệ nhân tạo có thể hỗ trợ phân tích ảnh viễn thám, nhận dạng trạng thái rừng, phát hiện biến động và xây dựng các mô hình dự báo. Các thuật toán xử lý dữ liệu lớn giúp rút ngắn thời gian phân tích, trong khi nền tảng GIS tạo điều kiện trực quan hóa thông tin trên bản đồ.

Khi những công nghệ này được kết hợp với hệ thống điều tra thực địa, dữ liệu có thể được cập nhật theo chu kỳ, phục vụ theo dõi sự thay đổi của rừng và lượng carbon theo từng khu vực.

Đối với Trường Đại học Lâm nghiệp, đây cũng là hướng mở rộng không gian nghiên cứu và đào tạo nguồn nhân lực cho lĩnh vực mới của ngành lâm nghiệp. Sinh viên, học viên và các nhà nghiên cứu có thể tiếp cận đồng thời kiến thức lâm sinh, sinh thái, công nghệ thông tin, viễn thám, GIS và phân tích dữ liệu.

Sự giao thoa giữa lâm nghiệp và công nghệ đang làm thay đổi phương thức quản lý tài nguyên. Người quản lý rừng trong tương lai cần có khả năng đọc dữ liệu không gian, phân tích biến động, sử dụng công cụ số và hiểu các phương pháp lượng hóa carbon. Đây là nguồn nhân lực có vai trò quan trọng trong quá trình thực hiện các mục tiêu giảm phát thải và phát triển nền kinh tế carbon thấp.

Từ dữ liệu carbon đến giá trị mới của rừng

Giá trị của rừng đang được nhìn nhận ngày càng toàn diện hơn. Bên cạnh gỗ và lâm sản, rừng cung cấp nhiều dịch vụ hệ sinh thái như bảo vệ đất, giữ nước, bảo tồn đa dạng sinh học, điều hòa khí hậu và hấp thụ carbon.

Trong bối cảnh yêu cầu giảm phát thải ngày càng cao, carbon trở thành một chỉ số quan trọng phản ánh đóng góp của rừng đối với mục tiêu khí hậu. Muốn biến giá trị đó thành cơ sở cho chính sách và nguồn lực phát triển, trước hết cần có dữ liệu đáng tin cậy.

Công nghệ đo đếm, giám sát carbon vì vậy đang trở thành một cấu phần quan trọng trong quản trị rừng hiện đại. Từ ô tiêu chuẩn ngoài thực địa đến ảnh vệ tinh, từ dữ liệu cây rừng đến bản đồ carbon, mỗi lớp thông tin đều góp phần hình thành bức tranh đầy đủ hơn về khả năng hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng.

Với nền tảng nghiên cứu, đào tạo và ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp có thể tiếp tục đóng góp vào quá trình hình thành các phương pháp đo đếm phù hợp với điều kiện Việt Nam. Khi dữ liệu carbon được chuẩn hóa, cập nhật và kiểm chứng, rừng sẽ được quản trị dựa trên những giá trị có thể lượng hóa, qua đó tạo thêm cơ sở để huy động nguồn lực cho bảo vệ và phát triển rừng.

Từ những cánh rừng được đo đếm bằng dữ liệu, một cách tiếp cận mới đối với tài nguyên rừng đang dần hình thành, quản lý dựa trên bằng chứng, giám sát bằng công nghệ và gia tăng giá trị từ khả năng hấp thụ carbon của hệ sinh thái.