TÓM TẮT      Cây xanh đường phố đóng vai trò quan trọng đối với hệ thống cây xanh của thành phố do mang lại các giá trị xã hội và môi trường. Mô hình i-Tree Eco là một phương pháp được áp dụng rộng rãi tại nhiều nước trên thế giới cho việc định lượng các giá trị của cây xanh tại các thành phố, từ đó phục vụ cho việc đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp quy hoạch cây xanh. Nghiên cứu này được tiến hành tại 20 tuyến đường của quận Thanh Khê , TP. Đà Nẵng. Kết quả của nghiên cứu đã đánh giá được thành phần cây xanh đường phố, các giá trị tích lũy các bon, sản xuất oxy, hạn chế nước mưa chảy tràn do bão và loại bỏ bụi PM2.5. Từ khóa: I-Tree Eco, cây xanh, lưu trữ các bon, Thanh Khê, Đà Nẵng. Nhận bài: 15/9/2022; Sửa chữa: 27/11/2022; Duyệt đăng: 1/12/2022.

1. Mở đầu

    Cây xanh có vai trò cực kỳ quan trọng đối với hệ sinh thái đô thị trong việc cun­g cấp cho người dân các giá trị về giải trí, thẩm mỹ và môi trường. Trong đó, giá trị BVMT của cây xanh thể hiện thông qua khả năng cải thiện chất lượng không khí, loại bỏ các chất ô nhiễm, giảm tiếng ồn, bảo vệ nước và đất, điều hòa vi khí hậu. Việc định lượng được các giá trị môi trường và sinh thái của mỗi loài cây xanh cũng như các không gian xanh đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin giá trị giúp nâng cao nhận thức cho người dân, hỗ trợ quy hoạch đô thị và quá trình ra quyết định cho các nhà quản lý tại địa phương [1], [2] và [7].

    Các nghiên cứu về định lượng giá trị sinh thái của cây xanh và không gian xanh đã được tiến hành tại một số thành phố trên thế giới. Trong đó, mô hình i-Tree Eco được nghiên cứu và phát triển bởi Cục Lâm nghiệp Mỹ USDA và Viện Davey được sử dụng phổ biến trên 130 nước, tại hơn 90 thành phố, với hơn 8.000 dữ liệu nghiên cứu về cây xanh và các không gian xanh đô thị. i-Tree (www.itreetools.org) (Hình 1) là một bộ công cụ phần mềm miễn phí (bao gồm i-Tree Eco, i-Tree Canopy, i-Tree Design, i-Tree Lanscape) được thiết kế để đánh giá các lợi ích và giá trị thu được từ cây xanh trong đô thị và từ rừng. Được phát hành lần đầu tiên vào năm 2006, i-Tree Eco được sử dụng phổ biến nhất trong bộ công cụ i-Tree nhờ thiết kế trực quan, dễ sử dụng và cung cấp các thông tin đánh giá về giá trị của cây xanh như trữ lượng các bon, hấp thụ CO₂, sản xuất oxy, loại bỏ hoặc hấp thụ các chất gây ô nhiễm không khí như VOC, SO_2, NO_2, CO, PM­_2.5 và PM₁₀ và BVMT đất [5].

    Các nghiên cứu dựa trên mô hình i-Tree Eco để định lượng các giá trị của cây xanh cho các đường phố trên thế giới còn khá ít. Nghiên cứu cây xanh đường phố tại TP. Đại Liên, Trung Quốc và Kyoto, Nhật Bản đã đánh giá được cấu trúc, giá trị môi trường của cây xanh đường phố [11], [12]. Các nghiên cứu về cây xanh đường phố tại các đô thị của Việt Nam chủ yếu cung cấp các thông tin thành phần loài và mức độ dạng các loài thực vật được trồng, chưa đi sâu phân tích các giá trị môi trường của cây xanh [3], [6] và [8].

    Nghiên cứu này được thực hiện tại quận Thanh Khê, TP. Đà Nẵng, với các mục tiêu: (1) Xác định cấu trúc thành phần cây xanh đường phố; (2) Lượng hóa giá trị lưu trữ các bon và sản xuất oxy; (3) Xác định giá trị BVMT đất và không khí. Kết quả nghiên cứu là thông tin cơ bản cung cấp cho các nhà quản lý trong việc xây dựng và phát triển cây xanh đường phố tại quận Thanh Khê.

2. Phương pháp nghiên cứu

2.1. Phương pháp điều tra

    Thời gian thực hiện nghiên cứu từ tháng 4 - 9/2022, tiến hành với 50 ô tiêu chuẩn (OTC) trên 22 tuyến đường (Nguyễn Tất Thành, Điện Biên Phủ, Hải Phòng, An Xuân 1, Hồ Tương, Nguyễn Công Hãng, Nguyễn Phước Nguyên, Nguyễn Đình Tựu, Trần Xuân Lê, Hà Huy Tập, Thái Thị Bôi, Huỳnh Ngọc Huệ, Hà Khê, Tản Đà, Văn Cao, Phan Thanh, Lê Duẫn, Thanh Huy 2, Dũng Sỹ Thanh Khê, Yên Khê 2, Nguyễn Tri Phương, Nguyễn Văn Linh) thuộc quận Thanh Khê, TP. Đà Nẵng.

    Thông tin của các cây thân gỗ được thu thập theo các OTC, mỗi OTC được sử dụng cho điều tra cây xanh có hình chữ nhật với 20 m theo chiều dọc của đường phố, còn chiều ngang phụ thuộc vào kích cỡ thực tế của các tuyến đường được điều tra.

    Các thông tin thu thập bao gồm: (1) Thông tin về OTC (tọa độ, số lượng cây trong OTC, tỷ lệ % cây theo diện tích tán, tỷ lệ % thảm cỏ và cây bụi, diện tích OTC); (2) Thông tin của từng cây (bao gồm tên loài, đường kính ngang ngực tại 1,3 m (cm), tổng chiều cao của cây (m), chiều cao đến đỉnh tán (m), chiều cao đến dưới tán (m), chiều rộng tán theo hướng Bắc - Nam và hướng Đông - Tây (m), tỷ lệ % tán bị mất, tỷ lệ % tán bị chết, số lượng các hướng tán cây tiếp xúc ánh sáng và vị trí tọa độ địa lý của mỗi cây) [9].

    Xác định tên khoa học theo phương pháp hình thái so sánh của Phạm Hoàng Hộ và sử dụng phần mềm Leafsnap - Plant Identification hỗ trợ để định danh tên loài cây.

2.2. Phân tích và xử lý số liệu bằng i-Tree Eco

    Dữ liệu được đưa vào phân tích trên phần mềm i-Tree Eco bao gồm: i) Dữ liệu điều tra thực vật; ii) Dữ liệu khí tượng được lấy từ trạm quan trắc về khí tượng thành phố; iii) Dữ liệu ô nhiễm không khí (bụi PM_2.5) được sử dụng từ trạm quan trắc có điều kiện gần giống với TP. Đà Nẵng [4] và [9].

Hình 1. Mô hình phân tích của i-Tree

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Thành phần loài cây xanh

    Kết quả: Đã khảo sát được 31 loài thực vật thuộc 28 chi của 15 họ thực vật. Trong đó, 10 loài thực vật được trồng phổ biến nhất là Dalbergia tonkinensis (16,0%), Peltophorum pterocarpum (15,5%), Terminalia catappa (11,2%), Cocos nucifera (10,3%), Samanea saman (9,4%), Terminalia molinetii (5,6%), Casuarina equisetifolia (5,2%), Barringtonia acutangula (4,8 %), Hopea odorata (4,4 %) và Dracontomelon duperreanum (3,1%). Loài D. tonkinensis và P. pterocarpum có số lượng nhiều nhất, chiếm hơn 30% tổng số cây xanh tại các đường phố thuộc quận Thanh Khê. Đối với diện tích lá, 2 loài cây có tổng diện tích lá lớn nhất là loài D. tonkinensis và P. pterocarpum có tỷ lệ lần lượt là 16,64% và 14,65%. Tuy nhiên, diện tích lá trung bình lớn nhất trên mỗi cây là loài D. duperreanum (120,7 m²/cây) và H. odorata (115,5 m²/cây) (Bảng 1).

Bảng 1. Danh mục 10 loài cây chiếm ưu thế tại đường phố phố quận Thanh Khê

Tên khoa học của loài	Tên Tiếng Việt	Số lượng	Tỷ lệ (%)	Diện tích lá (m2)
				Trung bình	Tổng	Tỷ lệ (%)
Dalbergia tonkinensis	Sưa	1.157	16,0	55,4	64.140	14,65
Peltophorum pterocarpum	Lim xẹt	1.119	15,5	65,1	72.810	16,64
Terminalia catappa	Bàng	809	11,2	69,1	55.870	12,76
Cocos nucifera	Dừa	748	10,3	37,4	27.950	6,39
Samanea saman	Me tây	677	9,4	85,1	57.610	13,16
Terminalia molinetii	Bàng Đài Loan	408	5,6	61,5	25.080	5,73
Casuarina equisetifolia	Phi lao	378	5,2	18,0	6.820	1,56
Barringtonia acutangula	Lộc vừng	346	4,8	40,9	14.140	3,23
Hopea odorata	Sao đen	322	4,4	115,5	37.180	8,49
Dracontomelon duperreanum	Sấu	222	3,1	120,7	26.790	6,12
Các loài khác		1.046			49.300	11,26
Tổng		7.232			43.7690	100,00

    Kích thước về đường kính ngang ngực (DBH) là một trong những tiêu chí quan trọng trong việc quản lý tuổi và phân loại cây xanh đô thị. Kết quả cho thấy, cây xanh đường phố ở quận Thanh Khê có tỷ lệ kích thước đường kính không đồng đều, cây xanh trong giai đoạn phát triển (DBH: 15,2 - 30,5 cm) chiếm tỷ lệ lớn nhất với 56,18%. Tiếp theo là cây trưởng thành và cây lớn (DBH: 30,5 - 45,7 cm và 45,7 - 61 cm) chiếm 24,71%, trong khi cây non (DBH: 0 - 15,2 cm) chỉ chiếm 19,12% (Hình 2).

Hình 2. Phân bố của đường kính ngang ngực của cây xanh tại đường phố quận Thanh Khê

    Đối với 10 loài thực vật phổ biến nhất, đường kính ngang ngực trong khoảng 15,2 - 30,5 cm có tỷ lệ lớn, từ 43,0% đến 84,6%. Trong đó, loài  T. catappa có tỷ lệ cao nhất với 7,2% trong khoảng đường kính thân 0 - 7,6 cm. Đối với khoảng đường kính lớn nhất 45,7 - 61 cm, loài C. nucifera chiếm tỷ lệ lớn nhất với 10,8% (Hình 3).

Hình 3. Phân bố của đường kính ngang ngực của 10 loài cây xanh phổ biến tại đường phố quận Thanh Khê

3.2. Giá trị lưu trữ các bon và sản xuất oxy

    Giá trị lưu trữ các bon của 7.232 cây xanh tại đường phố Thanh Khê được ước tính khoảng 994,5 tấn với giá trị được tính quy đổi hơn 4,4 tỷ đồng. Trong đó, lượng các bon tích lũy hàng năm với khoảng 106,2 tấn với giá trị được tính là 471 triệu đồng. Trong số các loài thực vật được điều tra thì loài D. tonkinensis có lượng lưu trữ các bon cao nhất, đạt 229,75 tấn, chiếm 23% tổng lượng các bon lưu trữ, tiếp theo là loài P. Pterocarpum với 200,58 tấn chiếm 20%. Đối với lượng các bon được tích lũy hàng năm, loài P. pterocarpum (24,97 tấn) cao hơn D. tonkinensis (16,35 tấn), điều này có thể giải thích là do khả năng tích lũy các bon của một loài không chỉ phụ thuộc vào số lượng cây mà còn ảnh hưởng bởi các giai đoạn phát triển của từng loài cây xanh.

Bảng 2. Giá trị lưu trữ và tích lũy các bon

Tên khoa học của loài	Số lượng cây	Lưu trữ các bon		Tích lũy các bon hằng năm
		Tấn	VND	Tấn	VND
D. tonkinensis	1.157	229,75	1.019.665.869	16,35	72.553.177
P. pterocarpum	1.119	200,58	890.217.448	24,97	110.805.650
T. catappa	809	82,34	365.435.957	13,01	57.719.779
C. nucifera	748	117,36	520.874.276	11,07	49.116.623
S. saman	677	98,73	438.156.587	12,20	54.150.279
T. molinetii	408	28,35	125.806.207	4,29	19.027.871
H. odorata	322	34,07	151.197.633	3,82	16.950.615
C. equisetifolia	378	28,37	125.892.343	5,74	25.493.741
B. acutangula	346	8,77	38.909.760	1,26	5.585.007
D. duperreanum	222	34,35	152.450.352	2,85	12.661.082
Các loài khác	1.046	131,83	585.116.781	10,64	47.203.165
Tổng	7.232	994.50	4.413.723.217	106,20	471.266.994

    Cây xanh ở đường phố quận Thanh Khê được ước tính sản xuất 256,8 tấn oxy mỗi năm. Trong số 31 loài cây xanh được điều tra, khả năng sản xuất oxy cao nhất là P. pterocarpum với 61,34 tấn, tiếp đến là D. tonkinensis (34,68 tấn), T. catappa (32,83 tấn) và S. Saman (30,18 tấn) (Hình 4).   

Hình 4. Khả năng tạo oxy của 10 loài  cây chiếm ưu thế tại đường phố quận Thanh Khê

3.3. Giá trị hạn chế ảnh hưởng của nước mưa do mưa bão

    Cây xanh trên đường phố của quận Thanh Khê hạn chế được lượng chảy tràn (avoided runoff) do mưa bão khoảng 1440,16 m³/năm với giá trị 80 triệu đồng. Loài P. pterocarpum và loài D. tonkinensis đứng đầu với 239,59 m³/năm và 211,05 m³/năm. Tuy nhiên, loài D. duperreanum có khả năng hạn chế nước chảy tràn trung bình trên mỗi cây lớn nhất với 0,4 m³/năm (Bảng 3).

Bảng 3. Giá trị hạn chế nước mưa chảy tràn

Tên khoa học của loài	Số lượng cây	Giá trị trung bình mỗi cây (m³/năm)	Tổng lượng nước (m³/năm)	Giá trị (VNĐ/năm)
P. pterocarpum	1.119	0,21	239,59	13.351.814
D. tonkinensis	1.157	0,18	211,05	11.761.505
S. saman	677	0,28	189,57	10.564.451
T. catappa	809	0,23	183,85	10.245.447
H. odorata	322	0,38	122,34	6.817.986
C. nucifera	748	0,12	91,95	5.124.310
D. duperreanum	222	0,40	88,14	4.911.974
T. molinetii	408	0,20	82,52	4.598.580
B. acutangula	346	0,13	46,52	2.592.504
C. equisetifolia	378	0,06	22,45	1.250.861
Các loài khác	1.046		162,18	9.038.734
Tổng	7.232		1440,16	80.258.16

3.4. Giá trị hạn chế ô nhiễm không khí

    Ô nhiễm không khí là một vấn đề phổ biến ở nhiều khu vực đô thị. Nó có thể dẫn đến giảm sức khỏe con người, cảnh quan và các quá trình hệ sinh thái đô thị. Cây xanh đô thị có thể giúp cải thiện chất lượng không khí hấp thụ hoặc hấp phụ các chất ô nhiễm trong không khí qua bề mặt lá. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cây xanh đường phố quận Thanh Khê loại bỏ trung bình được 46,22 kg bụi PM_2.5. Trong đó, lượng bụi PM_2.5 được loại bỏ trong không khí lớn nhất vào tháng 3; 4, đạt khối lượng 5,35 kg và 5,28 kg (Hình 5).

Hình 5. Lượng bụi PM_2.5 được loại bỏ hàng tháng

4. Kết luận

    Kết quả nghiên cứu này đã phân tích cấu trúc và giá trị của cây xanh đường phố quận Thanh Khê, cho thấy, có 7.232 cây xanh với 31 loài thực vật thuộc 28 chi của 15 họ thực vật. Loài phổ biến nhất là D. tonkinensis và P. pterocarpum chiếm khoảng 30% tổng số cây. Với số lượng lớn, loài D. tonkinensis và P. pterocarpum đóng góp giá trị môi trường lớn nhất cho hệ thống cây xanh của quận Thanh Khê. Giá trị lưu trữ của hệ thống cây xanh với lượng các bon ước tính khoảng 994,5 tấn, sản xuất khoảng 256,8 tấn oxy và loại bỏ bụi PM_2.5 hàng năm trung bình là 46,22 kg.

    Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được tài trợ bởi Hội Động vật học Frankfurt tại Việt Nam.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bautista, D., & Peña-Guzmán, C. (2019). Simulating the hydrological impact of green roof use and an increase in green areas in an urban catchment with i-tree: A case study with the town of Fontibón in Bogotá, Colombia. Resources, 8(2).

2. Bertram, C., & Rehdanz, K. (2015). The role of urban green space for human well-being. Ecological Economics, 120(2015), 139-152.

3. Hạnh (2015). Công viên cây xanh TP. Hồ Chí Minh: Sự hình thành, xu hướng sử dụng, phát triển và các vấn đề tồn tại. Tạp chí Khoa học ĐHQG Hà Nội: Khoa học xã hội và nhân văn, 31(3), 48-59.

4. Nowak, D. J. (2021). Understanding i-Tree: 2021 Summary of Programs and Methods.

5. Nowak, D. J., Maco, S., & Binkley, M. (2018). i-Tree : Global Tools to Assess Tree Benefits and Risks to Improve Forest Management. Arboricultural Consultant, 51(4)(4), 10-13. https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/57414

6. Sang, Đ. T. (2018). Nghiên cứu hệ thống cây xanh ở Trường Trung cấp Nông Lâm nghiệp Bình Dương. Can Tho University, Journal of Science, 54(7), 57.

7. Song, P., Kim, G., Mayer, A., He, R., & Tian, G. (2020). Assessing the ecosystem services of various types of urban green spaces based on i-Tree Eco. Sustainability (Switzerland), 12(4), 1-16.

8. Tấn, B. N. (2019). Đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp quản lý hệ thống cây xanh trong trường trung học cơ sở thuộc quận Hà Đông, Hà Nội. 17(10), 799-808.

9. USDA Forest. (2021). i-Tree Eco User’s Manual.

10. USDA Forest Service. (2021). i-Tree Eco Field Guide.

11. Wang, X., Yao, J., Yu, S., Miao, C., Chen, W., & He, X. (2018). Street trees in a Chinese forest city: Structure, benefits and costs. In Sustainability (Switzerland) (Vol. 10, Issue 3).

12. Xiaoyang Tan, Hirabayashi, S., & Shibata, S. (2021). Estimation of Ecosystem Services Provided by Street Trees in Kyoto, Japan.