Mô hình hóa động thái sinh khối và hấp thu cacbon của rừng đước rhizophora apiculata blume tại tỉnh kiên giang bằng phần mềm động thái 3 pg

PHẦN MỞ ĐẦU Rừng ngập mặn là hệ sinh thái quan trọng có suất cao của vùng cửa sông ven biển nhiệt đới, đó đước đôi (Rhizophora apiculata Blume) là mợt loại ngập mặn có kích thước lớn chiếm ưu nhiều vùng Rừng ngập mặn không những cung cấp các lâm sản có giá trị gỗ, than, củi, tanin, thức ăn, thuụ́c uụ́ng… mà còn là nơi sống, nơi sinh sản của nhiều loài hải sản, chim nước, chim di cư và một số loài động vật có giá trị kinh tế lớn khỉ, cá sấu, kỳ đà… Rừng ngập mặn còn có tác dụng to lớn việc bảo vệ bờ biển, bờ sông, điều hòa khí hậu, hạn chế xói lở, mở rộng diện tích lục địa, hạn chế sự xâm nhập mặn, bảo vệ đê điều, đồng ruộng, nơi sống của người dân ven biển trước sự tàn phá của gió mùa, bão và nước biển dâng (Phan Nguyờn Hụ̀ng cộng sự, 1997) [10] Ngoài ra, rừng ngập mặn đánh giá có khả tích lũy cacbon cao rừng khỏc trờn cạn (Ong và cộng sự, 1995) [59], có vai trị tạo bể chứa cacbon hệ sinh thái bờ biển Các rừng ngập mặn tích lũy lưu giữ cacbon từ trình quang hợp, lượng cacbon chủ yếu tích lũy dạng tăng sinh khối phận rừng đất rừng Do làm giảm hàm lượng khí CO2 - khí chủ yếu gây nên hiệu ứng nhà kính, giúp cân bằng sinh thái Hiện rừng ngập mặn bị suy giảm nghiêm trọng về diện tích, việc dự báo được suất sinh khối của rừng sẽ đóng vai trò quan trọng quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên rừng ngập mặn nói chung và rừng đước nói riêng Ở Việt Nam, việc nghiên cứu về hấp thụ cácbon rừng ngập mặn nói chung đã tiến hành ở nhiều nơi mới chỉ xác định được lượng cacbon hiện tại Đồng thời các nghiên cứu xác định sinh trưởng vờ̀ gụ̃ và sinh -1- khối dựa các phương pháp truyền thống đo đạc, tính toán cụ thể Vì vậy chỉ áp dụng cho các địa điểm đã được đo đếm, ít có ý nghĩa đối với các địa điểm khác Phần mềm 3-PG (Physiological Principles for Predicting Growth –Các nguyên lý sinh lý học dự báo sinh trưởng rừng) là phần mềm được sử dụng để dự báo sinh trưởng của rừng dựa các nguyên lý về sinh lý thực vật quy luật sinh thái Đầu vào mơ hình là các tham sớ về sinh lý thực vật và điều kiện môi trường sống chỉ số diện tích lá, hàm lượng nước hữu hiệu, quang hợp, hô hấp, ánh sáng… và đõ̀u là suất của rừng (Landsberg, 1997) [50] Phần mềm 3-PG đã được áp dụng để mô phỏng động thái sinh trưởng của rừng trồng, rừng tự nhiên nhiều nước giới (Phan Minh Sáng, 2008) [68] Tuy nhiên phần mềm chưa được thử nghiệm cho rừng ngập mặn Nhằm thử nghiệm khả áp dụng phần mềm vào mô động thái suất sinh khối, hấp thu cácbon rừng ngập mặn thực đề tài: “Mụ hình hóa động thái sinh khối và hấp thu cacbon của rừng đước (Rhizophora apiculata Blume) tại tỉnh Kiên Giang phần mềm động thái 3-PG” -2- PHẦN NỘI DUNG Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nghiên cứu mơ hình hóa mơ sản lượng rừng 1.1.1 Trên giới 1.1.1.1 Các phương pháp mơ hình hóa mơ sản lượng rừng Việc dự đoán tăng trưởng sản lượng rừng mơ hình kinh nghiệm có lịch sử lâu đời phương pháp sử dụng ngày Tuy nhiên mơ hình dựa ghi chép tăng trưởng khứ nờn khụng phản ánh thay đổi tăng trưởng sản lượng điều kiện sinh trưởng biện pháp quản lý thay đổi (Bernier.P, Landsberg.J cộng sự, 2003) (dẫn theo P.M Sáng, 2006) [22] Mơ hình sinh trưởng từ biểu đồ đơn giản phần mềm máy tính phức tạp công cụ quan trọng quản lý rừng (Pote' and Bartelink, 2002) [64] Những phương pháp tiếp cận khác thể loạt mơ hình tăng trưởng Rất nhiều tác giả cố gắng để phân loại mơ hình theo cỏc nhúm khác với tiêu chuẩn khác (Pote' and Bartelink, 2002) Có thể phân loại mơ hình thành dạng sau đây: - Mơ hình thực nghiệm/thống kê (Empirical/Statistic model) - Mơ hình động thái (Process model) - Mơ hình lai (Hybrid/mixed model) 1.1.1.1.1 Mơ hình thực nghiệm – Empirical model Mơ hình thực nghiệm địi hỏi tham số (biến số) dễ dàng mơ đa dạng quản lý xử lý lâm sinh, cơng cụ định lượng sử dụng có hiệu phù hợp quản lý lập kế hoạch quản lý rừng (Landsberg and Gower, 1997; Vanclay, 1998) [74] Phương pháp -3- phù hợp để dự đốn sản lượng ngắn hạn khoảng thời gian mà điều kiện tự nhiên cho sinh trưởng rừng thu thập số liệu tạo nên mơ hình chưa thay đổi lớn Mơ hình thực nghiệm thường thể phương trình quan hệ phương trình sinh trưởng dựa số liệu sinh trưởng đo đếm thực nghiệm mà thông thường không xét đến ảnh hưởng trực tiếp yếu tố môi trường vỡ cỏc ảnh hưởng coi tích hợp vào sinh trưởng Đối với mơ hình thực nghiệm, phương trình sinh trưởng biểu sản lượng phát triển thành biểu sản lượng sinh khối cỏcbon tương ứng Tuy nhiên, mơ hình sinh trưởng thực nghiệm không đầy đủ Chúng sử dụng để xác định hệ thay đổi điều kiện môi trường đến hệ sinh thái tăng lên nồng độ khí nhà kính, nhiệt độ, chế độ nước… (Landsberg and Gower, 1997; Peng cộng sự, 2002) (dẫn theo P.M Sáng, 2006) [22] 1.1.1.1.2 Mơ hình động thái – Process model Mơ hình động thái mơ q trình sinh trưởng, với đầu vào yếu tố sinh trưởng ánh sáng, nhiệt độ, dinh dưỡng đất…, mơ hình hóa q trình quang hợp, hơ hấp phân chia sản phẩm trình đến quan sinh dưỡng rễ, thân (Landsberg and Gower, 1997; Vanclay, 1998) [74] Nó cịn gọi mơ hình giới (mechanistic model) hay mơ hình sinh lý học (physiological model) Mơ hình động thái phức tạp nhiều so với mơ hình thực nghiệm sử dụng để khám phá hệ thay đổi môi trường đến hệ sinh thái, sinh vật (Dixon cộng sự, 1990; Landsberg and Gower, 1997) Tuy nhiên, mụ hình động thái cần số lượng lớn tham số (biến số) đầu vào, nhiều tham số lại không dễ đo, cần thời gian dài để đo đo với điều kiện sở vật chất kỹ thuật nước phát triển Vì vậy, một cách tiếp cận là kết hợp các điểm đặc trưng của -4- mô hình động thái với mô hình thực nghiệm, xây dựng nên mô hình hỗn hợp - một mô hình quản lý rừng mà có thể bổ sung các ảnh hưởng của các sức ép từ môi trường hệ sinh thái rừng (Landsberg and Waring, 1997) [50] Nhiều mô hình PipeQual, CROBAS, MELA, và mô hình thực nghiệm PTEADA2 liên kết với mô hình quá trình MAESTRO là các tùy chọn quản lý (Mọkelọ cộng sự, 2000; Monserud, 2003) [57] Cho đến giới có nhiều mơ hình động thái hay mơ hình hỗn hợp xây dựng để mơ q trình phát triển hệ sinh thái rừng BIOMASS, ProMod, 3-PG, Gen WTO, CO2Fix, CENTURY…(Landsberg and Gower, 1997; Snowdon cộng sự, 2000; Schelhaas cộng sự, 2001) (dẫn theo Phan Minh Sáng, 2006) [22] Trong trường hợp không đủ số liệu đầu vào thu thập từ cỏc quỏ trỡnh tự nhiên hệ sinh thái cây, để sử dụng mơ hình này, người ta phải sử dụng hàng loạt giả định (assumptions), chớnh vỡ tính xác mụ hình phụ thuộc nhiều vào phù hợp giả định đối tượng nghiên cứu 1.1.1.1.3 Mơ hình lai – Hybrid model Mơ hình lai kết hợp mơ hình (mơ hình động thái mơ hình thực nghiệm) tránh thiếu sót hai phương pháp tiếp cận mức độ Kết hợp hợp yếu tố cách tiếp cận thực nghiệm trình thành hệ thống lai dẫn đến mơ hình dự đốn động thái carbon, tăng trưởng rừng sản xuất thời gian ngắn dài hạn (Kimmins, 1993; Battaglia cộng sự, 1999; Kimmins cộng sự, 1999; Peng, 2000b) [22] Mơ hình lai hỗn hợp hai mơ hình lý thuyết thống kê có hai loại bản: Mụ hình lý thuyết đơn giản, tăng trưởng cổ điển mơ hình suất với điều kiện học Mơ hình lý thuyết đơn -5- giản làm để dự báo mức độ lâm phần sử dụng phương pháp thực nghiệm mơ hình phụ định dạng mơ hình chất lý thuyết, sử dụng số hình thức cân carbon Loại thứ hai mơ hình lai sử dụng phương pháp nghiên cứu sản lượng truyền thống phương pháp bổ sung biến dự đốn động thái Có số mơ hình nhóm mơ hình thực nghiệm, chất bao gồm biến phản ánh đặc tính sinh lý, sinh thái Woollons cộng (1997) đưa vào mơ hình sản lượng mỡnh cỏc biến mang tính động thái, chẳng hạn nhiệt độ trung bình, xạ mặt trời, lượng mưa, loại đất Mơ hình tăng trưởng truyền thống cú thờm cỏc biến động thái giúp cải thiện độ xác 10% dự đốn tăng trưởng Snowdon cộng (1999) kết hợp số biến đổi khí hậu hàng năm quang hợp vào mơ hình tăng trưởng cho lồi Pinus radiata thấy cải thiện quan trọng dự báo ngắn hạn Mụ hỡnh sử dụng tỷ lệ quang hợp số tăng trưởng thêm vào đường cong tăng trưởng Schumacher (dẫn theo P.M Sáng, 2006) [22] Tóm lại, mơ hình lai (hybrid models), phương pháp tiếp cận hợp lý, hiệu cho việc tích hợp q trình động thái (có mối liên kết trực tiếp với nhân tố môi trường) vào phương trình sinh trưởng, quan hệ truyền thống có ý nghĩa thực nghiệm cao Do kết hợp ưu điểm hai phương pháp tiếp cận, mô hình lai vừa có khả phản ánh ảnh hưởng thay đổi môi trường đến lâm phần, vừa có khả ứng dụng quản lý rừng 1.1.1.2 Mơ hình động thái 3-PG Mơ hình 3-PG (Physiological Principles in Predicting Growth), phiên đầu tiên, Landsberg Waring xây dựng từ năm 1997 [50] Mơ hình 3-PG tính tốn tăng trưởng, suất lâm phần dựa cân -6- trình sinh lý thể rừng (quang hợp, hô hấp), sở tham số ảnh hưởng đến trình như: nhiệt độ, lượng mưa, xạ, sương,… loại đất, độ phì, hàm lượng nước hữu hiệu đất…; tham số loài cụ thể (tuổi, tỉ lệ phân chia sản phẩm quan hợp đến phận trờn cõy, cấu trúc tỏn…); cỏc tham số phản ánh đặc điểm lâm phần ban đầu (mật độ ban đầu, năm trồng, năm kết thỳc…) tham số phản ánh kỹ thuật lâm sinh áp dụng (số lần tỉa thưa, mật độ lâm phần sau tỉa thưa…) nờn nú phản ánh ảnh hưởng biến đổi điều kiện sinh trưởng biện pháp kỹ thuật lâm sinh đến sinh trưởng rừng Bởi vậy, việc tính tốn tăng trưởng, suất mơ hình sinh trưởng thực nghiệm, 3-PG cịn áp dụng để dự đoán sinh trưởng, tăng trưởng rừng cỏc vựng khác thời gian khác Mơ hình 3-PG áp dụng sử dụng thành cơng cho nhiều mục đích, với nhiều loại rừng khác khu vực khác 3-PG xây dựng với mục đích cầu nối khoảng trống mơ hình tăng trưởng sản lượng truyền thống (dựa sở đo đếm tiêu sinh trưởng) với mơ hình q trình, mơ hình cân cacbon [27], [31], [52] 3-PG yêu cầu đầu vào thông tin địa điểm cần mơ số liệu khí hậu Nó dự báo sinh trưởng phát triển lâm phần theo tháng dạng đầu quen thuộc với nhà quản lý lâm nghiệp trữ lượng, tổng tiết diện ngang, chiều cao, đường kớnh,… Nú dự báo sinh khối bể sinh khối khác (trên, mặt đất), lượng nước sử dụng lượng nước hữu hiệu đất 3-PG dùng để dự báo cho rừng trồng rừng đồng tuổi tương đối đồng tuổi (Potithep S, 2011) [60] 3-PG mơ hình tổng qt cấp lâm phần cấu trúc khơng thiết kế cụ thể cho lập địa không cho loài cụ -7- thể Tuy nhiên, tham số đầu vào cần thiết phải cụ thể cho loài riêng biệt 3-PG chủ yếu áp dụng với loài rừng thường xanh Về ngun tắc, tham số mơ hình điều chỉnh để mơ hình tăng trưởng lồi, đặc biệt thơng qua phương trình sinh trưởng cung cấp sở cho trình phân bổ carbon Mơ hình 3-PG áp dụng cho nhiều loài khác bạch đàn Eucalyptus grandis, Eucalyptus globolus, Eucalyptus urophylla, Eucalyptus regnans, Eucalyptus camadulensi, keo Acacia mangium, thông Pinus radiata…(Coops cộng sự, 2000; Landsberg cộng sự, 2001; Sands & Landsberg, 2002; Waring, 2000; Almeida cộng sự, 2004a; Dye cộng sự, 2004; Esprey cộng sự, 2004, Stape và cộng sự , 2004) [30], [39], [40], [66], [69] 3-PG được áp dụng thành công để dự báo suất sơ cấp tổng số (GPP) rừng rộng rụng Hokkaido, Nhật Bản có lồi Betula platyphylla chiếm ưu (Poithep S và cộng sự, 2011) [65], [66] Nghiên cứu cho thấy kết dự báo 3-PG có tương quan tốt với số liệu đo đạc thực nghiệm trờn cỏc ụ tiêu chuẩn J.M Nightingale và cộng sự (2008) [58] cũng đã áp dụng mô hình 3-PG và 3-PGS để mô phỏng động thái sinh trưởng của rừng mưa nhiệt đới ở bắc Queensland, Australia Tác giả cho thấy có mối tương quan cao giữa các số liệu thu được từ thực địa với các kết quả mô phỏng bằng 3-PG và 3-PGS về cấu trúc của lõm phõ̀n diện tích lá (BA), đường kính ngang ngực (DBH) và sinh khối mặt đất (ABG) Đồng thời các tác giả cũng thấy rằng dữ liệu mô hình hóa bằng 3-PG và 3-PGS về chỉ số diện tích lá (LAI) và suất sơ cấp thực (NPP) có liên quan chặt chẽ tới những đánh giá của những lập địa rừng mưa nhiệt đới tương tự Từ -8- những kết quả đó tác giả rút kết luận mô hình động thái có hiệu quả việc nắm bắt động thái tăng trưởng của rừng già, rừng tái sinh và rừng trồng Việc áp dụng mô hình 3-PG đánh giá sinh khối thân trung bình và tổng sinh khối thảm bụi các kiểu rừng và tầng bụi thảm tươi ở New Zealand cũng cho thấy có tương quan tốt giữa kết quả mô phỏng với các số liệu thu được từ thực địa (J D White, N C Coops, N A Scott, 2000) [78] Đối với rừng trồng, 3-PG được áp dụng thành công ở nhiều nơi, trờn nhiờ̀u loài khác Jose’ Tome cộng (2004) [72] áp dụng 3-PG vào rừng bạch đàn Eucalyptus globolus trồng Bồ Đào Nha RodrớguezSuỏrez và cộng sự (2010) [65] cho thấy 3-PG có khả đánh giá phù hợp về các chỉ tiêu chiều cao, tăng tưởng đường kính… của rừng trồng bạch đàn Eucalyptus globulus ở Tây bắc Tây Ban Nha Các tác giả cho thấy 3PG có khả tốt cho việc dự đốn suất rừng Jim D Morris Tom Baker (2002) [55], [56] áp dụng 3-PG việc đánh giá suất tiềm rừng trồng bạch đàn miền nam Trung Quốc Ở Chile, áp dụng mô hình 3-PG việc đánh giá thể tích gỗ của rừng trồng Eucalyptus globolus cũng cho kết quả đáng tin cậy (Pranab J Baruah và cộng sự, 2006) [36] Ngoài 3-PG cũng đã được áp dụng ở Braxin, Nam Phi, New Zealand, Canada, Mỹ, Anh… Phiên điều chỉnh, 3-PG Spatial, áp dụng để nghiên cứu suất rừng cấp độ cảnh quan (lansdscape) (Coops cộng sự, 1998a, 1998b) 3-PGS sử dụng với các số liệu từ vệ tinh số liệu khí hậu theo tháng để ước tính suất sơ cấp rừng (NPP) 3-PGS đã được áp dụng ở Australia (Coops và cộng sự, 1998; Coops và cộng sự, 1999), Ở Bắc Mỹ (Coop và cộng sự 2001) và ở New Zealand (White và cộng sự, 2000) (dẫn theo Landsberg, 2003) [51] -9- Một phiên bổ sung thông dụng 3-PG 3PGPJS (Sands, 2004) [67] Nó thiết kế với giao diện thân thiện với người sử dụng, dựa sở trang bảng tính Excel có bảng tính để cung cấp tất tham số đầu vào bảng tính để xuất kết Nó bao gồm Add-in vào Excel gồm mã 3PGPJS 3-PG viết ngơn ngữ lập trình Visual Basic Khơng chỉ dự báo suất rừng hiện tại, 3-PG cũng đã được áp dụng để dự báo suất của rừng các kịch bản khác bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay, nhằm cung cấp các thơng tin giúp cho việc quản lý rừng Mục đích sử dụng 3-PG đề xuất công cụ cho quản lý rừng dựa khả để ấn định giá trị thực tế cho tham số đầu vào lồi Ví dụ, Aracruz dự định sử dụng 3-PG cho cỏc dũng bạch đàn Eucalyptus grandis bạch đàn lai Nam Phi u cầu phải điều chỉnh để sử dụng cho loạt loài bạch đàn, keo, thơng lồi khác Với hầu hết lồi này, chí tham số khơng sẵn có Cách thức tiếp cận hệ thống việc ấn định tham số cụ thể cho lồi dễ dàng có hiểu biết sâu 3-PG, ý nghĩa tham số hiểu biết phân tích tính nhạy tham số đầu (Sands & Landsberg, 2002) [66] Các hiểu biết cần thiết việc sử dụng phần mềm để ước tính tham số cách tối ưu kết đầu với số liệu đo đếm thực tế Các ứng dụng gần 3-PG cho loài Eucalyptus globulus (Sands & Landsberg, 2002) [66] Eucalyptus grandis (Almeida cộng sự, 2004a; -10- Tuy nhiên mơ hình 3-PG có dấu hiệu sai số hệ thống cho số lâm phần định Cần phải có số liệu bổ sung để khẳng định độ tin cậy mơ hình 5.2 Tờn tại Số lâm phần nghiên cứu đề tài chưa nhiều, chưa bao quát hết các dạng lập địa rừng trồng đước ở Kiên Giang, cũng các vùng khác Do giới hạn kinh phí, đề tài chưa có điều kiện ứng dụng số liệu khí tượng - thủy văn đầu vào số liệu đo đếm theo tháng mà phải sử dụng số liệu trung bình theo tháng điểm nghiên cứu Do vậy, kết mô chưa phản ánh chân thực động thái biến đổi sinh trưởng, phát triển lâm phần Do thời gian hạn chế, đề tài chưa sử dụng kịch biến đổi khí hậu khác để đánh giá ảnh hưởng nóng ấm tồn cầu, biến đổi khí hậu đến sinh trưởng phát triển rừng đước 5.3 Kiến nghị Cần tiếp tục điều tra, thu thập, nghiên cứu xác định các tham số cần thiết khác cho loài đước ở Việt Nam để các kết quả mô phỏng chính xác Cần thiết phải mở rộng qui mô nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu (rừng trồng loài cõy khỏc) để đánh giá khả ứng dụng mơ hình 3-PG mơ sinh trưởng sản lượng Việt Nam làm sở lập kế hoạch quản lý rừng -60- TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Phạm Quỳnh Anh (2006), Nghiên cứu khả hấp thụ giá trị thương mại cacbon rừng Mỡ (Manglietia glauca) trồng loài tuổi Tuyên Quang Luận văn tốt nghiệp đại học, trường Đại học Lâm nghiệp Phạm Tuấn Anh (2007), Đánh giá lực hấp thụ CO2 rừng thường xanh làm sở xây dựng sách dịch vụ môi trường Tuy Đức, tỉnh Đăk Nông Luận văn thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, trường Đại học Lâm nghiệp Ban quản lý rừng phòng hộ An Minh – An Biên (2010), Báo cáo kết thực Quyết định 51/2005/QĐ/UBND UBND tỉnh Kiên Giang trồng rừng bảo vệ rừng ngập mặn phòng hộ ven biển phương hướng thực thời gian tới Sở NN& PTNN Kiên Giang Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2008) Tài nguyên đṍt cṍp vùng thực trạng và tiềm sử dụng Cẩm nang sử dụng đất nông nghiệp, tập NXB Khoa học và Kỹ thuật, trang 229 - 231 Nguyễn Tuấn Dũng (2005), Nghiên cứu sinh khối lượng cacbon tích lũy số trạng thái rừng trồng Núi Luốt trường Đại học Lâm nghiệp Kết nghiên cứu khoa học sinh viên, Trường Đại học Lâm nghiệp Phạm Thế Dũng, Hoàng Văn Thơi, Lê Thanh Quang, Trần Thanh Cao (2010), “Đánh giá chất lượng rừng đước (Rhizophora apiculata) trụ̀ng thuần loại, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh và chế quản lý nhằm phát triển bền vững rừng phòng hộ Cần Giờ” Hội nghị khoa học -61- công nghệ lâm nghiệp với phát triển bền vững, kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ lâm nghiệp phía nam, Hồ Chí Minh 9/2010 Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2003), Phân hủy lượng rơi rừng trang (Kandelia obovata Sheue, Liu &Yong) trồng xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Luận văn Thạc sỹ Khoa học Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 85 trang Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Mai Sỹ Tuấn (2009), Nghiên cứu khả tích lũy cacbon của rừng trang (Kandelia obovata Sheue, Liu &Yong) trồng ven biển huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Luận án Tiến sĩ Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, trang 45-53 Võ Đại Hải, Đặng Thịnh Triều, Nguyễn Hồng Tiệp, Nguyễn Văn Bích, Đặng Thái Dương (2009), Năng suất sinh khối khả hấp thụ cacbon số dạng rừng trồng chủ yếu Việt Nam Nhà xuất Nông nghiệp 10 Phan Nguyờn Hụ̀ng (chủ biên), Trần Văn Ba, Hoàng Thị Sản, Lê Thị Trờ̃, Nguyờ̃n Hoàng Trí, Mai Sỹ Tuṍn, Lờ Xuõn Tuṍn (1997), Vai trò của rừng ngập mặn Việt Nam, kỹ thuật trồng và chăm sóc NXB Nông Nghiệp, Hà Nội 11 Phan Nguyên Hồng , Hướng dẫn điều tra nghiên cứu đa dạng sinh học rừng ngập mặn (phần thực vật) 12 Thái Thành Lượm (2010), “Phục hồi và quản lý rừng ngập mặn bối cảnh biến đổi khí hậu tỉnh Kiên Giang” Tuyển tập Hội thảo quốc gia Cần Giờ, Hồ Chí Minh 11/2010 “Phục hồi và quản lý hệ sinh thái rừng ngập mặn bối cảnh biến đổi khí họ̃u”, tr 132 – 141 13 Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh (1999), Nghiên cứu tăng trưởng sản lượng rừng trồng (áp dụng cho rừng Thông ba Việt Nam) NXB Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh -62- 14 Viên Ngọc Nam (1998), Nghiên cứu sinh khối suất sơ cấp rừng đước (Rhizophora apiculata) trồng Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh, Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 15 Viên Ngọc Nam, Lâm Khải Định (2010), “So sánh khả hấp thụ CO2 của rừng đước (Rhizophora apiculata Blume) 28 – 32 tuổi ở khu Dự trữ Sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ thành phố Hồ Chí Minh” Tuyển tập hội thảo quốc gia Cần Giờ, Hồ Chí Minh 11/2010 “Phục hồi và quản lý hệ sinh thái rừng ngập mặn bối cảnh biến đổi khí họ̃u”, tr 38 – 43 16 Vũ Tấn Phương (2006), “Nghiờn cứu trữ lượng cacbon thảm tươi bụi: Cơ sở để xác định đường cacbon sở dự án trồng rừng/tỏi trồng rừng theo chế Phát triển Việt Nam” Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, số 8, 2006 17 Vũ Tấn Phương (2006), Nghiên cứu lượng giá giá trị môi trường dịch vụ môi trường số loại rừng chủ yếu Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 18 Ngụ Đình Quế cộng (2005), Nghiên cứu xây dựng tiêu chí tiêu trồng rừng theo chế Phát triển Việt Nam Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 19 Vũ Đoàn Thái, (2003), Cấu trúc và suất rừng trang trồng ở xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Luận văn Thạc sỹ Khoa học Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 20 Lê Thị Hoài Thương, (2006), Nghiên cứu khả tích lũy cacbon, nito hệ sinh thái rừng trang (Kandelia obovata Sheue, Liu & Yong) trồng tại xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định Luận văn Thạc sỹ Khoa học Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội -63- 21 Phạm Trọng Thịnh, Sharown Brown, Chu Văn Cường (2010), “Hiợ̀n trạng rừng ngập mặn vùng ven biển tỉnh Kiên Giang- các giải pháp quản lý và sử dụng bền vững” Tuyển tập hội thảo quốc gia Cần Giờ, Hồ Chí Minh 11/2010 “Phục hồi và quản lý hệ sinh thái rừng ngập mặn bối cảnh biến đổi khí họ̃u”, tr 29 – 36 22 Phan Minh Sáng, Lưu Cảnh Trung (2006), Hấp thụ cacbon Cẩm nang ngành Lâm nghiệp, 80 trang 23 Nguyễn Hồng Trí (1986), Góp phần nghiên cứu sinh khối suất quần xã rừng đước đôi (Rhizophora apiculata) Cà Mau, tỉnh Minh Hải Luận án phó Tiến sỹ Sinh học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội 24 Nguyễn Hoàng Trí (2005), Lượng giá kinh tế hệ sinh thái rừng ngập mặn NXB Đại học Kinh tế Quốc dân, Hà Nội 25 Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam (2010), Kỹ thuật trồng rừng số lồi lấy gỗ NXB Nơng nghiệp tr 39-40 26 Tạp chí Khí tượng Thủy văn Môi trường II TÀI LIỆU TIẾNG ANH 27 A Amaral, R.Salas, F Pascoa, M.Tome’, J Tome’, P.Soares, “Application of the forest growth model 3-PG to Eucalyptus globulus stands in the central region of Portugal” 28 Aksornkoae S, (1982), “Productivity and energy relationships of mangrove plantations of Rhizophora apiculata in Thailand” In: Symposium on mangrove forest ecosystem productivity in Southeast Asia Biotrop special publications, Bogor, Indonesia 25-31 29 Alongi, D.M, G Wattayakorrn, J.Pfitzner, F.Tirendi, I.Zagorskis, G.J Brunskill A.Davidson, B.F -64- Clough (2001) “Organic carbon accumulation and metabolic pathways in sediments of Mangrove forest southern thailand” Marine Geology 179 (1-2) pp 85-103 30 Auro Almeida, Joe Landsberg, Marcelo Ambrogi, Sebastiao Fonseca, Simone Barddal, Fermando Bertolucci, Romualdo Maestri, Ricardo Penchel (2004), “Needs and opportunities for using process-based model as a practical tool in Eucaplytus plantation” Forest Ecology and Management 193 (2004) 167–177 31 Almeida, A.C., P.J Sands, J Bruce, A.W Siggins, A Leriche, M Battaglia, T R Batista (2009), “Use of a spatial process-based model to quantify forest plantation productivity and water use efficiency under climate change scenarios” 18th World IMACS / MODSIM Congress, Cairns, Australia 13-17 July 2009 http://mssanz.org.au/modsim09, pp 1816-1822 32 Auro Almeida, Chris Beadle, Keryn Paul, Anders Siggins (2010), “Methodology to estimate the effects of climate change on Vietnamese forests” In Lecture on 3-PG model at FSIV 33 Takashi Aseada, Martin Kalibbala (2009), “Modelling growth and primary production of the marine mangrove (Rhizophora apiculata BL) : A dynamic approach” Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 371 (2009) 103–111 34 Ayukai,T (1998), “Introduction:Carbon fixation and storage in mangrove and their relevance to the global climate change - a case study in Hinchinbrook Channel in northeastern Australia” Mangroves and Salt Marshes, Volume 2, Number 4, 189-190 35 Michael Battaglia, Auro C Almeida, Anthony O’Grady, Daniel Mendham (2007), “Process-based models in Eucalyptus plantation management: Reality and perspectives” -65- 36 Pranab J Baruah, Takahiro Endo, Toru Katsura, Yoshifumi Yasuoka (2006) ,“Estimating timber-volume in a commercial Eucalyptus globulus plantation: Results from two approaches” 37 Barry Clough, Dang Trung Tan, Do Xuan Phuong, Dang Cong Buu (2000), “ Canopy leaf area index and litter fall in stands of the mangrove Rhizophora apiculata of different age in the Mekong Delta, Vietnam” Aquatic Botany Volume: 66, Issue: 4, Pages: 311-320 38 Christensen B.O (1978), “Biomass and primary production of Rhizophora apiculata Bl in a mangrove in southern Thailand” Aquatic Botany (1978), volume 4, pp 43-52 39 P.J Dye, S.Jacobs, D Drew (2004), “Verification of 3-PG growth and water –use prediction in twelve Eucalyptus plantation stands in Zululand, South Africa” Forest Ecology and Management 193 (2004) 197–218 40 L.J Esprey, P.J Sands, C.W.smith (2004), “Understanding 3-PG using a sensitivity analysis” Forest Ecology and Management 193 (2004) 235–250 41 Feikema P.M, C.R.Beverly, J.D.Morris, J.J.Collopy, T.G.Baker and P.N.J Lane “Predicting the impacts of plantation on catchment water balances using the 3PG forest growth model” 42 Feikema, P.M, P.N.J.Lane, C.R.Beverly and T.G.Baker (2009) “Application of Macaque and 3PG+ in CAT catchment-scale hydrological models: limitations and opportunities” 18th World IMACS / MODSIM Congress, Cairns, Australia 13-17 July 2009 43 Paul Feikema, Jim Morris, Craig Beverly, Patrick Lane and Tom Baker(2010) “Using 3PG+ to simulate longterm growth and transpiration in Eucalyptus regnans forests” Proceedings - Conference -66- Edition Modelling for Environment's Sake, July - 2010, Ottawa, Ontario, Canada 44 Paul M Feikema, Jim D Morris, Craig R Beverly, John J Collopy, Thomas G Baker, Patrick N.J Lane (2010), “Validation of plantation transpiration in south-eastern Australia estimated using the 3PG+ forest growth model” Forest Ecology and Management, Vol 260, Issue 5, Pages 663-678 45 William Fonseca, Federico E Alice, Jose’ Maria, Rey Benayas (2011), “Carbon accumulation in aboveground and belowground bioamss and soil of different age native forest plantation in the humid tropical lowlands of Costa Rica” New Forests International Journal on the Biology, Biotechnology, and Management of Afforestation and Reforestation ISSN 0169-4286 46 L Fontes, J.D.Bontemps, H.Bugmann, M.Van Oijen, C.Gracia, K.Kramer, M.Lindner, T.Rotzer and J.P.Skovsgaard (2010) “Models for supporting forest management in a chaging environment” Forest Systems 2010 19(SI), 8-29 47 IPCC (2003), Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry, Intergovernmental Panel on Climate Change 48 Komiyama A., K Ogino, Sanit A., and A Sabhasri, (1987) “Root biomass of a mangrove forest in southern Thailand Estimation by the trench method and the zonal structure of root biomass” Journal of tropical ecology, 97-108 49 Akira Komiyama, Jin Eong Ong, Satitorn Poungparn (2008), “Allometry, biomass, and productivity of mangrove forests: A review” Aquatic botany 89 (2008) 128 -137 -67- 50 J.J Landsberg, R.H Waring (1997), “A generalised model of forest productivity using simplified concepts of radiation–use efficiency, carbon balance and partitioning” Forest Ecology and Management 95 (1997) 209-228 51 Joe Landberg (2003), “Physiology in forest models: History and the future” FBMIS Volume 1, 2003, 49-63 52 J.J Landsberg, R.H.Waring, N.C Copps (2003), “Performance of the forest productivity model 3-PG applied to a wide range of forest types” Forest Ecology and Management 172 (2003) 199-214 53 Richard McNally, Angus McEwin and Tim Holland (2011), The potential for mangrove carbon projects in Viet Nam 54 J.D Morris and J.J Collopy, “Validating plantation water use predictions from the 3PG forest growth model” 55 J.D Morris and Tom Baker (2002), “Using process-based forest model to estimate the potential productivity of Eucalyptus plantation in southern China” Proceedings of an international symposium on Eucalyptus plantations, Guangzhou, September 2002 56 J.D Morris (2003) “Predicting the Environmental Interactions of Eucalypt Plantations Using a Process-Based Forest Model” Proceedings of an international conference held in Zhanjiang, Guangdong, People’s Republic of China, 7–11 April 2003, pp 185-192 57 Robert A Monserud (2003), “Evaluating forest models in a sustainable forest management contex” FBMIS Volume 1, 2003, 35-47 58 J.M Nightingale, M.J Hill, S.R Phinn, I.D Davies, A.A Held, P.D Erskine (2008), “Use of 3-PG and 3-PGS to simulate forest growth dynamics of Australian tropical rainforests I Parameterisation and -68- calibration for old-growth, regenerating and plantation forests” Forest Ecology and Management 254 (2008) 107–121 59 Ong J E., W K Gong, and B F Clough, (1995) Structure and productivity of a 20-year-old stand of Rhizophora apiculata B1 mangrove forest Journal of Biogeography, 22: Pp 417-424 60 J.E Ong, W K Gong, C H Wong (2004), “Allometry and partitioning of the mangrove, Rhizophora apiculata” Forest Ecology and Management (2004) Volume 188, pp 395-408 61 Guy L Pinjuv (2006), Hybrid forest modelling of Pinus radiata D don in Canterbury, Newzealand Thesis Doctor of Philosophy in Forestry in the Univerity of Canterbury 62 Supanniaka Potithep, Yoshifumi Yasuoka, Takahiro Endo, Pranab J.Baruah, Yasuoka Laboratory , “Gross primary productivity estimation of deciduous broadleaf forest by 3-PG model comparing with modis image” 63 Supanniaka Potithep, Yoshifumi Yasuoka (2011), “Application of the 3-PG model for Gross primary productivity estimation in deciduous broadleaf forest: A study area in Japan” Forests 2011, 2, 590-609 64 A Porte´, H.H Bartelink (2002), “Modelling mixed forest growth: a review of models for forest management” Ecological Modelling 150 (2002) 141–188 65 J A Rodríguez-Suárez, B Soto, M L Iglesias and F Diaz-Fierros (2010), “Application of the 3PG forest growth model to a Eucalyptus globulus plantation in Northwest Spain” European Journal of Forest Research Volume 129, Number 4, 573-583 -69- 66 P.J Sands, J.J Landsberg (2002) “Parameterisation of 3-PG for plantation grown Eucalyptus globulus” Forest Ecology and Management 163 (2002) 273–292 67 Peter Sands (2004), “3PGPJS–a user–friendly interface to 3-PG, the Landsberg and Waring model of forest productivity” Technical Report 140, Cooperative Research Centre for Sustainable Production Forestry CSIRO Forestry and Forest Products Private Bag 12, Hobart 7001, Australia 68 Phan Minh Sang (2008), Carbon sequestration and soil fertility of tropical tree plantation and secondary forests in Vietnam PhD thesis, School of Biological Sciences, University of Queensland 69 Jose Luiz Stape, Michael G Ryan, Dan Binkley (2004), “Testing the utility of the 3-PG model for growth of Eucaplytus grandis x urophylla with natural and manipulated supplies of water and nutrients” Forest Ecology and Management 193 (2004) 219 -234 70 Dang Trung Tan (2002) “Biomass of Rhizophora apiculata forest”, Forest science and technology reseach results period 1996 – 2000 Agricultural Publishing House, Ha Noi tr 165 - 172 71 P.K Tickle, N.C Coops and S.D Hafner (2001) “Comparison of a forest process model (3-PG) with growth yield models to predict productivity at Bago State Forest, NSW” www.forestry.org.au 72 Jose Tome, Margarida Tome, Luis Fontes, Paula Soares, Carlos A Pacheco, Clara Araujo (2004), “Testing 3PG with irrigated and fertilized plots established in Eucalyptus globulus plantation in Portugal” PROCEEDINGS of the International Conference on Modeling Forest Production, 19 – 22 April 2004, Austria -70- 73 Juthasinee Thanyapranneedkul, Kanako Muramatsu, Junichi Susaki, Motomasa Daigo (2008) “Parameterization of 3PGS model for aboveground biomass estimation in Eucalyptus camadulensis and Acacia mangium platation” Doshisha University world wide business review 10(1), 144-160, 2008-09  74 Jerome K Vanclay (2003) “Growth modelling and yield prediction for sustainable forest management” The Malaysian Forester 66(1):58-69 75 Nick Wilson, Norm Duke, Vien Ngoc Nam, Vo Van Duc, Nguyen Minh Tri, Huu To, Chu Van Cuong, Nguyen Thi Viet Phuong (2010) “Biomass and carbon estimations” Assessing Mangrove forest, shoreline condition and feasiblity of REDD for Kien Giang, Viet Nam Report GTZ Kien Giang Project 76 David Whitehead, Christopher L Beadled (2004), “Physiologycal regulation of productivity and water use in Eucalyptus: a review” Forest Ecology and Management 77 J D White, N C Coops, N A Scott (2000), “Estimates of New Zealand forest and scrub biomass from the 3-PG model” Ecological Modelling (2000) Volume: 131, Issue: 2-3, Pages: 175-190ard McNally, A Richard McNally, Angus McEwin and Tim Holland ngus McEwin and Tim Holland -71- MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU3 1.1 Nghiên cứu mơ hình hóa mơ sản lượng rừng 1.1.1 Trên giới 1.1.1.1 Các phương pháp mơ hình hóa mơ sản lượng rừng3 1.1.1.1.1 Mơ hình thực nghiệm – Empirical model 1.1.1.1.2 Mơ hình động thái – Process model 1.1.1.1.3 Mơ hình lai – Hybrid model .5 1.1.1.2 Mơ hình động thái 3-PG 1.1.2 Ở Việt Nam 11 1.2 Nghiên cứu sinh khối .12 1.3 Hấp thu bon 16 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng nghiên cứu .21 2.1.1 Đặc điểm hình thái .21 2.1.2 Đặc tính sinh thái 22 2.1.3 Đặc điểm rừng trồng khu vực nghiên cứu 22 2.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 23 2.2.1 Vị trí địa lý 23 2.2.2 Khí hậu 26 2.2.3 Thủy văn .26 2.2.4 Địa hình, thổ nhưỡng 26 CHƯƠNG 3: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.1 Mục tiêu 28 3.2 Nội dung nghiên cứu 28 3.3 Giới hạn nghiên cứu 28 3.4 Phương pháp nghiên cứu 29 -72- 3.4.1 Phương pháp mô 3-PG 29 3.4.1.1 Các tham số đầu vào 3-PG .29 3.4.1.2 Nguyên lý hoạt động 3-PG .31 3.4.1.3 Số liệu chạy mơ hình 3-PG 32 3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu 33 3.4.3 Phương pháp đo đếm tiêu sinh trưởng 33 3.4.4 Phương pháp xác định sinh khối 33 3.4.5 Phương pháp tính lượng CO2 hấp thụ 35 3.4.6 Phương pháp xử lý số liệu 35 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN 36 4.1 Sinh khối và hấp thụ cácbon của rừng đước .36 4.1.1 Sinh khối rừng đước .36 4.1.1.1 Sinh khối tổng số 36 4.1.1.1.1 Sinh khối khô theo cá thể đước 36 4.1.1.1.2 Sinh khối mặt đất quần thể đước .37 4.1.1.1.3 Sinh khối mặt đất của quần thể đước 39 4.1.1.1.4 Sinh khối tổng số quần thể 40 4.1.1.2 Cấu trúc sinh khối phận 42 4.1.1.2.1 Cấu trúc sinh khối khô phận cá thể đước 42 4.1.1.2.2 Cấu trúc sinh khối khô các phận quần thể đước 44 4.1.2 Khả hấp thu CO2 của rừng đước đôi 46 4.1.2.1 Sự hấp thụ CO2 của đước đôi 46 4.1.2.2 Sự hấp thu CO2 quần thể đước đôi 46 4.2 Mô hình hóa sinh khối và hấp thu cácbon rừng đước bằng phần mềm 3-PG 36 4.2.1 Xác định tham số phần mềm 3-PG cho loài đước đôi 49 4.2.1.1 Các tham số liên quan đến đặc điểm lâm phần .49 4.2.1.2 Các tham số khác 50 4.2.2 Mô hình hóa sinh khối của rừng đước bằng 3-PG .50 4.2.3 Mô hình hóa hấp thu cacbon của rừng đước bằng phần mềm 3-PG 52 -73- 4.3 Kiểm tra tính thích ứng, khả áp dụng của phần mềm 3-PG cho mô phỏng sinh khối và hấp thu các bon của rừng đước 36 4.3.1 Kiểm tra sai số mô sinh khối rừng đước 53 4.3.1.1 Các tham số mặc định theo 3-PG 53 4.3.1.2 Các tham số theo kết quả tìm được của đề tài .56 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 59 Kết luận 59 5.2 Tồn tại 60 5.3 Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 PHỤ LỤC -74- ... dụng phần mềm vào mô động thái suất sinh khối, hấp thu cácbon rừng ngập mặn thực đề tài: “Mụ hình hóa động thái sinh khối và hấp thu cacbon của rừng đước (Rhizophora apiculata Blume) ... gồm tổng sinh khối mặt đất sinh khối mặt đất Kết sinh khối tổng số tổng hợp bảng 4.4 -40- Bảng 4.4 : Sinh khối tổng số rừng đước theo tuổi Tuổi rừng Sinh khối mặt Sinh khối mặt Sinh khối tổng... loại rừng ngập mặn giới Trong sinh khối loại rừng tái sinh nhân tạo 33 846,8 kg/ha, thấp sinh khối rừng tái sinh tự nhiên 14004,28 kg/ha Viên Ngọc Nam (1998) [14] nghiên cứu sinh khối rừng đước