Đánh giá sự thay đổi tổng sản lượng sơ cấp theo thời gian của các kiểu thực phủ khu vực Đồng bằng sông Cửu Long
Nghiên cứu nhằm đánh giá tổng sản lượng sơ cấp (GPP) của các nhóm thực phủ chính khu vực ĐBSCL năm 2018 do tác giả Phan Kiều Diễm và Nguyễn Kiều Diễm - Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ thực hiện.
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu, việc hấp thu carbon trong không khí của các hệ sinh thái rừng hoặc thảm thực vật đóng vai trò quan trọng trong giảm thiểu gia tăng khí CO2 toàn cầu. Tiến trình hoạt động hấp thu carbon bởi hệ sinh thái gọi là sản lượng sơ cấp, được thực hiện từ sự chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành sinh khối thực vật. Tổng sản lượng sơ cấp (GPP) đề cập đến quang hợp ở cấp độ hệ sinh thái, là một trong những quá trình chính kiểm soát sự trao đổi carbon dioxide (CO2) trong khí quyển, cùng với quá trình hô hấp cung cấp khả năng bù đắp lượng khí thải CO2 do con người tạo ra. Các hoạt động chặt phá, cháy rừng làm giảm diện tích rừng trực tiếp làm tăng lượng CO2 trong khí quyển, gây ra sự thay đổi khí hậu toàn cầu nói chung. Theo báo cáo khoa học lần thứ 4 của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) năm 2007, cho thấy nồng độ CO2 đã lên đến 397ppm vào năm 2005, và đến nay đã lên đến 450 ppm, nồng độ trung bình tăng là 1,4 ppm mỗi năm vào thời kỳ 1960-2005 và 1,9ppm vào 10 năm 1995-2005, nay thì khoảng 2,0 ppm. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện với mục đích tìm hiểu ảnh hưởng của thời tiết cực đoan đến tổng sản lượng sơ cấp như: tác động của khí hậu cực đoan đến GPP dưới sự nóng lên toàn cầu (Williams et al., 2014); theo dõi biến động tổng sản lượng sơ cấp tại rừng sồi bang Hesse, Pháp dưới tác động của hạn hán kéo dài; ảnh hưởng của nhiệt độ khắc nghiệt và hạn hán đến tổng sản lượng sơ cấp và hô hấp giữa các hệ sinh thái và vùng khí hậu toàn cầu, ảnh hưởng của hạn hán đến mùa vụ sinh trưởng của rừng rụng lá tại Thái Lan. Kết quả đều cho thấy sự suy giảm nghiêm trọng của GPP trong giai đoạn xảy ra các hiện tượng cực đoan tại khu vực nghiên cứu.
Sơ đồ các bước thực hiện theo các phương pháp nghiên cứu
ĐBSCL là một trong 3 vùng châu thổ được xếp trong nhóm cực kỳ nguy cấp do biến đổi khí hậu, nhiều khu vực trong vùng được dự báo nhiêt độ cao nhất trung bình trong mùa khô sẽ gia tăng từ 33-350C lên 35-370C theo kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2016). Ảnh hưởng cuả khí hậu cực đoan (El Niño) làm nhiệt độ tăng cao vào mùa khô và lượng mưa nhỏ hơn, số ngày mưa ít hơn, ngày bắt đầu mùa mưa trễ hơn và kết thúc sớm hơn. Hiện nay, có rất nhiều nghiên cứu ngoài nước sử dụng sản phẩm MODIS MOD15A2 và MOD17A2 trong theo dõi sự hấp thu CO2 của bề mặt. Sản phẩm MOD17A2 cho phép quan sát, theo dõi sự thay đổi tổng sản lượng sơ cấp mỗi 8 ngày trên lớp phủ bề mặt. Tuy nhiên, chưa có công bố khoa học nào về nghiên cứu áp dụng sản phẩm MODIS MOD17A2 để đánh giá sự biến động GPP cho khu vực ĐBSCL. Đề tài thực hiện nhằm mục đích đánh giá sự thay đổi tổng sản lượng sơ cấp của các kiểu thực khác nhau theo thời gian khu vực ĐBSCL, so sánh và lượng hóa mức độ hấp thu carbon của mỗi loại thực phủ bằng dữ liệu ảnh MODIS MOD17A2.
Bản đồ tổng sản lượng sơ cấp các nhóm thực phủ khu vực ĐBSCL năm 2018
Tổng cộng 92 ảnh MODIS MOD17A2 có độ phân giải không gian 500 m, độ phân giải thời gian 8 ngày được sử dụng trong nghiên cứu này. Công cụ MRT sử dụng để chuyển ảnh về đúng hệ tọa độ và quy chiếu, phần mềm LDOPE áp dụng nhằm chọn lọc các điểm ảnh đạt chất lượng tốt sử dụng trong các phân tích GPP để nâng cao độ tin cậy của nghiên cứu. Kết quả cho thấy, GPP rừng đạt giá trị cao nhất khoảng 7,23 gC/m2/ngày, tiếp theo là lúa từ 3 – 5 gC/m2/ngày, màu (3,12 gC/m2/ngày) và vùng canh tác tôm có giá trị thấp nhất (1 gC/m2/ngày). Tính toán trên toàn khu vực ĐBSCL, GPP năm 2018 đạt khoảng 3.107,37 tấnC/năm, trong đó tổng GPP của lúa cao hơn các kiểu thực phủ khác. Cụ thể, canh tác 1 vụ lúa (ĐX) chiếm khoảng 51,31 tấnC/năm (1,65%), canh tác 2 vụ lúa (ĐX-HT) khoảng 1.063,93 tấnC/năm (34,24%), canh tác 3 vụ lúa (ĐX-HT-TĐ) khoảng 1.161,52 tấnC/năm (37,38%), lúa – màu khoảng 56,31 tấnC/năm (1,81%), lúa – tôm khoảng 166,63 tấnC/năm (5,36%) và nhóm hiện trạng rừng khoảng 607,66 tấnC/năm (19,56%). Nhìn chung, mỗi nhóm thực phủ khác nhau có khả năng hấp thu một lượng carbon khác nhau và biến đổi các thời điểm trong năm.
lttsuong
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 56, Số 6A (2020)