Nghiên cứu cấu trúc sinh khối và tích lũy cacbon của thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang tỉnh Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM BÙI THANH HUYỀN NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SINH KHỐI VÀ TÍCH LŨY CACBON CỦA THẢM CÂY BỤI TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN NA HANG TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THÁI NGUYÊN - 2013 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM BÙI THANH HUYỀN NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC SINH KHỐI VÀ TÍCH LŨY CACBON CỦA THẢM CÂY BỤI TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN NA HANG TỈNH TUYÊN QUANG Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60.42.01.20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Lê Đồng Tấn THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi cùng với sự hướng dẫn khoa học của TS. Lê Đồng Tấn. Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực. Nếu sai tôi chịu hoàn toàn trách nhiệm. Tác giả luận văn Bùi Thanh Huyền XÁC NHẬN CỦA KHOA CHUYÊN MÔN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên theo chương trình đào tạo cao học Sinh học hệ chính quy, chuyên ngành Sinh thái học, khoá 19 (2011 - 2013). Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học, Quý thầy cô giáo khoa sinh trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên và Quý thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập,nghiên cứu tại trường. Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới người hướng dẫn khoa học TS. Lê Đồng Tấn, thầy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu và dành những tình cảm tốt đẹp cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của phòng bảo tồn Chi cục kiểm lâm tỉnh Tuyên Quang, các xã thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang đã cung cấp tư liệu và tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong việc thu thập số liệu ngoại nghiệp để thực hiện luận văn này. Cuối cùng, tôi xin gứi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp trường THCS Trung Môn, UBND Huyện Yên Sơn cùng những người thân yêu đã động viên, quan tâm chia sẻ và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành khoá học này. Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, bản luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Với tinh thần cầu thị, tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, cô giáo, các nhà khoa học cùng bạn bè đồng nghiệp để luận văn này được hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 14 tháng 8 năm 2013 Tác giả luận văn Bùi Thanh Huyền Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt iv Danh mục các bảng v Danh mục các hình vi MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 2 3. Phạm vi nghiên cứu 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1. Cơ sở lý luận 4 1.1.1. Quá trình quang hợp ở thực vật 4 1.1.2. Tích lũy sinh khối và cacbon ở thực vật 4 1.2. Những nghiên cứu về sinh khối thực vật 5 1.2.1. Trên thế giới 5 1.2.2. Ở Việt Nam 7 1.3. Những nghiên cứu về tích lũy CO 2 11 1.3.1. Trên thế giới 11 1.3.2. Ở Việt Nam 14 1.3.3. Những nghiên cứu về sinh khối và tích lũy CO 2 thảm cây bụi 18 1.3.4. Các phương pháp nghiên cứu 19 Chƣơng 2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 23 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 23 2.1.1. Vị trí địa lý, ranh giới, diện tích 23 2.1.2. Đặc điểm địa hình, địa chất, khí hậu, thủy văn 24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn iv 2.1.3. Tài nguyên rừng 26 2.2. Đặc điểm kinh tế xã hội trong khu BTTN Na Hang 27 2.2.1 Dân số, dân tộc và lao động 27 2.2.2.Tình hình kinh tế, xã hội trong khu BTTN Na Hang 28 Chƣơng 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 3.1. Đối tượng nghiên cứu 33 3.2.Nội dung nghiên cứu 33 3.3. Phương pháp nghiên cứu 33 3.3.1. Điều tra thu thập số liệu 33 3.3.2. Phương pháp xử lý số liệu 34 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 4.1. Một số đặc điểm thảm cây bụi vùng nghiên cứu 36 4.1.1.Cấu trúc của các trạng thái thảm thực vật 36 4.1.2.Đặc điểm cấu trúc thành phần loài và tổ thành loài 37 4.1.3. Tính đa dạng loài và mật độ 39 4.2. Sinh khối tươi của thảm cây bụi 42 4.2.1. Tổng sinh khối tươi của thảm cây bụi 42 4.2.2. Sinh khối tươi theo loài cây 44 4.2.2.1. Sinh khối tươi theo loài tại địa điểm 1 44 4.3. Sinh khối khô của cây bụi 47 4.3.1. Tổng sinh khối khô của thảm cây bụi 47 4.3.2. Sinh khối khô theo loài cây 51 4.4. Cấu trúc sinh khối của một số loài ưu thế 54 4.4.1. Phân bố sinh khối tươi theo loài ưu thế 54 4.4.2.Phân bố sinh khối khô theo loài ưu thế : 56 4.5. Trữ lượng cacbon trong thảm cây bụi 57 4.5.1. Trữ lượng cacbon tích lũy trong sinh khối của thảm cây bụi 57 4.5.2. Trữ lượng cacbon theo loài cây ở các địa điểm nghiên cứu 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ đầy đủ CDM Cơ chế phát triển sạch (Clean Development Mechanism) UBND Uỷ ban nhân dân UNFCCC Công ước chống biến đổi khí hậu toàn cầu (United Nations Framework Convention on Climate Change) KNK Khí nhà kính OTC Ô tiêu chuẩn BTTN Bảo tồn thiên nhiên ARCDM Dự án rồng rừng/ tái trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Hiện trạng rừng tại khu bảo tồn năm 2011 27 Bảng 4.1. Danh lục các loài cây bụi có trong các trạng thái 38 Bảng 4.2: Mật độ và đa dạng theo trạng thái thảm thực vật 40 Bảng 4.3: Mật độ (cây/ha) của một số loài cây bụi tại khu vực nghiên cứu 40 Bảng 4.4.Sinh khối tươi (tấn/ha) của thảm cây bụi tại các điểm nghiên cứu 43 Bảng 4.5: Sinh khối tươi theo loài cây tại địa điểm 1 44 Bảng 4.6: Sinh khối tươi theo loài cây tại địa điểm 2 46 Bảng 4.7: Sinh khối tươi theo loài cây tại địa điểm 3 46 Bảng 4.8. Sinh khối khô (tấn/ha) của thảm cây bụi tại các điểm nghiên cứu 48 Bảng 4.9: Tỷ lệ (%) sinh khối khô theo các bộ phận 49 Bảng 4.10: Sinh khối khô của cây bụi tại địa điểm 1 51 Bảng 4.11: Sinh khối khô theo loài cây tại địa điểm 2 52 Bảng 4.12: Sinh khối khô theo loài cây tại địa điểm 3 53 Bảng 4.13. Sinh khối tươi (tấn/ha) của các loài ưu thế cây bụi ở khu vực nghiên cứu 55 Bảng 4.14. Sinh khối khô (tấn/ha) của các loài ưu thế cây bụi ở khu vực nghiên cứu 56 Bảng 4.15: Trữ lượng cacbon trong sinh khối thảm cây bụi 57 Bảng 4.16: Tỷ lệ (%) cacbon theo các bộ phận 58 Bảng 4.17: Trữ lượng cacbon theo loài tại điểm nghiên cứu 1 60 Bảng 4.18: Tỉ lệ (%) cacbon theo các bộ phận 61 Bảng 4.19: Trữ lượng cacbon theo loài ở điểm nghiên cứu 2 64 Bảng 4.20: Tỉ lệ (%) cacbon theo các bộ phận 65 Bảng 4.21: Trữ lượng cacbon theo loài ở điểm nghiên cứu 3 66 Bảng 4.22: Tỉ lệ (%) cacbon trong các bộ phận 66 Bảng 4.23. Lượng cacbon tích luỹ trong các loài cây bụi ưu thế ở khu vực nghiên cứu 68 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1: Sơ đồ ô tiêu chuẩn và ô dạng bản 34 Hình 4.1: Cấu trúc sinh khối tươi theo các nhóm cây trong thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, tỉnh Tuyên Quang 43 Hình 4.2: Cấu trúc sinh khối khô theo các nhóm cây trong thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, tỉnh Tuyên Quang 49 Hình 4.3: Cấu trúc sinh khối khô theo các bộ phận của địa điểm 1 50 Hình 4.4: Cấu trúc sinh khối khô theo các bộ phận của địa điểm 2 50 Hình 4.5: Cấu trúc sinh khối khô theo các bộ phận của địa điểm 3 50 Hình4.6: Cấu trúc sinh khối tươi trong thân, lá, rễ của loài ưu thế tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, tỉnh Tuyên Quang 55 Hình 4.7: Sinh khối khô trong thân, lá, rễ của loài ưu thế tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, tỉnh Tuyên Quang 57 Hình 4.8: Tỷ lệ (%) cacbon theo các bộ phận ở địa điểm 1 58 Hình 4.9: Tỷ lệ (%) cacbon theo các bộ phận ở địa điểm 2 59 Hình 4.10: Tỷ lệ (%) cacbon theo các bộ phận ở địa điểm 3 59 Hình 4.11: Cấu trúc lượng các bon tích luỹ của các loài ưu thế 68 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Biến đổi khí hậu, hiện tượng nóng lên của trái đất đang là vấn đề nghiêm trọng và là mối quan tâm chung của toàn xã hội. Sự gia tăng nhanh chóng nồng độ khí nhà kính (KNK) trong khí quyển gồm: CO 2 , CH 4 , N 2 O, HFCs, BFCs, FS 6 . Trong đó chủ yếu là CO 2 , được coi là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự biến đổi khí hậu. Nguồn phát sinh KNK là sử dụng năng lượng từ việc đốt cháy nhiên liệu, sản xuất công nghiệp (khai thác khoáng sản, sản xuất hoá chất…) sản xuất nông lâm nghiệp (sử dụng phân bón, cháy rừng ) và quản lý chất thải. Nhằm hạn chế sự gia tăng KNK và sự nóng lên của trái đất, Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) đã được soạn thảo và thông qua tại hội nghị Liên hợp quốc về môi trường và phát triển năm 1992 và chính thức có hiệu lực vào tháng 3 năm 1994. Tính đến tháng 5 năm 2004, có 188 quốc gia đã phê chuẩn công ước này. Để thực hiện công ước này, nghị định thư Kyoto đã được soạn thảo và thông qua năm 1997. Nghị định này là cơ sở pháp lý cho việc thực hiện việc cắt giảm KNK thông qua các cơ chế khác nhau, trong đó cơ chế phát triển sạch (CDM - Clean Development Mechanism) là cơ chế mềm dẻo nhất và có liên quan trực tiếp tới các nước đang phát triển. Hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng được coi là các hoạt động sử dụng đất phù hợp nhất trong CDM. Tuy nhiên, một trong những yêu cầu nghiêm ngặt trong các dự án trồng rừng/ tái trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch (ARCDM) là phải xác định được lượng cacbon cơ sở (thực chất là trữ lượng cacbon trước khi trồng rừng/tái trồng rừng) nhằm đề ra các cơ sở khoa học để chứng minh được lượng tăng thêm hay lượng cacbon thu nạp được bởi các dự án ARCDM. Do vậy những nghiên cứu trữ lượng cacbon trong sinh khối cây bụi - một trong những bể chứa cacbon chủ yếu được tiến hành nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc xác định lượng cacbon cơ sở trong việc thiết kế và triển khai các dự án ARCDM ở Việt Nam. [...]... cacbon của thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang tỉnh Tuyên Quang 2 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được cấu trúc sinh khối của một số thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang - Tỉnh Tuyên Quang - Đánh giá được khả năng tích lũy cacbon của các thảm cây bụi và các loài trong thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang - Tỉnh Tuyên Quang 2 3 Phạm vi nghiên cứu Đề tài được thực hiện... sinh khối của tầng cây gỗ Vì vậy, sinh khối cây bụi thảm tươi là một bộ phận quan trọng không thể tách rời của sinh khối rừng Chính vì vậy việc nghiên cứu sinh khối và trữ lượng cacbon ở thảm cây bụi của rừng thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Na hang sẽ cung cấp cơ sở khoa học quan trọng trong việc kiểm kê khí nhà kính và thương mại giá trị cacbon của rừng nhằm bổ sung dẫn liệu về cấu trúc sinh khối và. . .Na hang là một huyện vùng cao của tỉnh Tuyên Quang nằm ở phía bắc của tỉnh Chính sách bảo vệ và phát tiển rừng của Tuyên Quang nói chung và huyện Na Hang nói riêng được xếp vào loại tốt nhất trong cả nước Nhận thức sớm tầm quan trọng của công tác bảo tồn thiên nhiên Vì vậy ngày 5/9/1994 Uỷ ban nhân dân tỉnh Tuyên Quang đã ra quyết định thành lập khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang Tổng diện tích tự nhiên. .. năm 2013 tại Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang 4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài - Nhằm bổ sung dẫn liệu về cấu trúc sinh khối và khả năng tích lũy cacbon trong thảm thực vật làm cơ sở xác định lượng cacbon cơ sở trong các dự án trồng rừng theo cơ chế sạch ở Việt Nam, góp phần định lượng giá trị môi trường của rừng tự nhiên - Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang là... trong sinh khối tươi chiếm tỉ trọng khá lớn Tỉ lệ sinh khối khô so với sinh khối tươi biến động từ 43 - 46% đối với cỏ lá tre, tế guột và cây bụi Đối với cỏ lông lợn / cỏ chỉ, cỏ tranh và lau lách thì sinh khối khô chiếm từ 33 - 39% tổng sinh khối tươi của chúng + Trữ lượng cacbon của thảm tươi và cây bụi tỉ lệ thuận với sinh khối của chúng Trữ lượng cacbon của lau lách là cao nhất, tiếp đến là cây bụi. .. Đà Bắc tỉnh Hoà Bình và Hà Trung, Thạch Thành, Ngọc Lạc tỉnh Thanh Hoá Đã xác định được và đưa ra kết quả về sinh khối tươi, khô, trữ lượng cacbon trong sinh khối thảm tươi và cây bụi, đưa ra các kết luận sau: + Sinh khối tươi của thảm tươi và cây bụi biến động rất khác nhau trong các đối tượng nghiên cứu: Lau lách có sinh khối lớn nhất, khoảng 104 tấn/ha, tiếp đến là cây bụi cao 2 - 3m có sinh khôí... đã nghiên cứu sinh khối cây cá lẻ Mỡ trồng thuần loài vùng trung tâm Bắc Bộ Việt Nam Kết quả nghiên cứu cho thấy: Sinh khối khô và tươi cây cá lẻ Mỡ thay đổi theo tuổi và theo cấp đất Cụ thể, tuổi tăng lên thì sinh khối cũng tăng lên, ở cấp đất tốt thì sinh khối cao hơn ở cấp đất xấu Cấu trúc sinh khối cây cá lẻ gồm 4 phần, trong đó sinh khối thân chiếm tỷ lệ lớn nhất, sau đó đến sinh khối rễ, cành và. .. năng tích tụ carbon và hấp thụ CO2 của cây Dà quánh và Cóc trắng tại rừng ngập mặn Cần Giờ Bằng nghiên cứu sinh khối trên mặt đất (thân, cành và lá), kết quả nghiên cứu đã tính toán được khả năng tích tụ carbon và hấp thụ CO2 của hai loài cây Dà quánh tự nhiên và Cóc trắng tại rừng ngập mặt Cần Giờ Theo đó, lượng carbon tích lũy trong sinh khối khô của các bộ phận cây cá thể theo loài cây có khác nhau:... 5/9/1994 của UBND tỉnh Tuyên quang là: 41.930 ha Nên việc bảo vệ rừng ngoài giá trị về gỗ thì sinh khối và trữ lượng cacbon được cho là khá lớn, có tiềm năng cao trong việc hấp thụ cacbon Mặt khác cây bụi, thảm tươi là một bộ phận cấu thành quan trọng của hệ sinh thái rừng Thông qua quá trình đồng hóa CO2, lớp cây bụi thảm tươi cũng tích lũy một lượng sinh khối không nhỏ song song với quá trình tích lũy sinh. .. sinh khối trên mặt đất [2] Đối với cây Keo, năm 2008, tác giả đã nghiên cứu sinh khối cây cá thể keo lai trồng thuần loài ở Việt Nam Kết quả cho thấy, sinh khối cây cá thể keo lai có sự biến đổi rất lớn theo các cấp đất và các giai đoạn tuổi khác nhau Cấu trúc sinh khối tươi cây cá thể keo lai chủ yếu tập trung vào sinh khối thân 49,8 %, rễ 19,1 %, lá 16,5 % và 7 cành 14,6 % Giữa sinh khối khô và sinh . cây trong thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, tỉnh Tuyên Quang 43 Hình 4.2: Cấu trúc sinh khối khô theo các nhóm cây trong thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, tỉnh. tài Nghiên cứu cấu trúc sinh khối và tích luỹ cacbon của thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang - tỉnh Tuyên Quang . 2. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được cấu trúc sinh khối của. số thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang - Tỉnh Tuyên Quang. - Đánh giá được khả năng tích lũy cacbon của các thảm cây bụi và các loài trong thảm cây bụi tại khu bảo tồn thiên nhiên