Nghiên cứu sinh khối trạng thái rừng IIB tại tỉnh thái nguyên

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - TRIỆU THỊ THU HÀ NGHIÊN CỨU SINH KHỐI TRẠNG THÁI RỪNG IIB TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên - 2010 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - TRIỆU THỊ THU HÀ NGHIÊN CỨU SINH KHỐI TRẠNG THÁI RỪNG IIB TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VÕ ĐẠI HẢI Thái Nguyên - 2010 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun theo chương trình đào tạo Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, chuyên ngành Lâm học, khố XVI (2008 - 2010) Trong q trình thực hoàn thành luận văn, tác giả nhận quan tâm giúp đỡ Ban giám hiệu, Khoa Sau Đại học thầy, cô giáo Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, bạn bè đồng nghiệp cán địa phương nơi tác giả thực nghiên cứu Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ có hiệu Trước tiên, tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Võ Đại Hải - Người hướng dẫn khoa học, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trình thực luận văn Tác giả xin tỏ lòng cám ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, Khoa Sau Đại học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đặc biệt PGS.TS Đặng Kim Vui - Hiệu trưởng Nhà trường TS Lê Sỹ Trung - Trưởng khoa Sau Đại học, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình học tập hồn thành luận văn Thạc sỹ Xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình UBND huyện Định Hóa, Đại Từ, Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên; xã số hộ dân địa bàn nghiên cứu tạo điều kiện giúp đỡ tác giả việc thu thập số liệu ngoại nghiệp để thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Triệu Thị Thu Hà MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.2 Tại Việt Nam 14 1.3 Nhận xét chung 17 Chương 19 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 19 2.3 Nội dung nghiên cứu 19 2.4 Phương pháp nghiên cứu 20 2.4.1 Phương pháp kế thừa tài liệu 20 2.4.2 Phương pháp lập ô tiêu chuẩn 22 2.4.3 Phương pháp thu thập số liệu 23 2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 25 2.4.4 Tổng hợp số liệu phục vụ luận văn 29 Chương 31 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC 31 NGHIÊN CỨU 31 3.1 Điều kiện tự nhiên 31 3.1.1 Vị trí địa lý 31 3.1.3 Khí hậu, thuỷ văn 32 3.1.4 Địa chất, thổ nhưỡng 34 3.1.5 Hiện trạng đất đai tài nguyên rừng 34 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 35 3.2.1 Dân tộc, dân số lao động 35 3.2.2 Giáo dục, y tế 36 3.2.3 Cơ sở hạ tầng 36 3.3 Nhận xét đánh giá chung 37 3.3.1 Thuận lợi 37 3.3.2 Khó khăn 37 Chương 39 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 4.1 Nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 39 4.1.1 Diện tích phân bố trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 39 4.1.2 Đặc điểm cấu trúc trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 40 4.2 Nghiên cứu sinh khối tầng cao trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 52 4.2.1 Sinh khối tươi tầng cao 52 4.2.2 Sinh khối khô tầng cao 53 4.2.3 Sinh khối số loài ưu lâm phần 55 4.3 Nghiên cứu sinh khối tầng bụi, thảm tươi vật rơi rụng trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 68 4.3.1 Sinh khối tầng bụi, thảm tươi trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 68 4.3.2 Sinh khối vật rơi rụng trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 72 4.4 Tổng sinh khối toàn lâm phần trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 75 4.4.1 Cấu trúc sinh khối tươi toàn lâm phần 75 4.4.2 Cấu trúc sinh khối khơ tồn lâm phần 77 4.4.3 Mối quan hệ sinh khối toàn lâm phần với nhân tố điều tra 79 4.5 Đề xuất số ứng dụng việc xác định sinh khối trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 80 4.5.1 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng 80 4.5.2 Đề xuất ứng dụng xác định tổng sinh khối tươi khơ tồn lâm phần trạng thái IIB 84 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 85 Kết luận 85 Tồn 88 Kiến nghị 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 MỞ ĐẦU Hiện nay, nhân loại phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường Các nhà khoa học cho biết vòng 100 năm trở lại đây, Trái đất nóng lên khoảng 0,50C có xu hướng tăng lên từ 1,5 đến 4,50C vào cuối kỷ XXI Đó dự đốn 1.500 nhà khoa học có uy tín giới Liên Hiệp Quốc mời cộng tác (dẫn theo Phạm Tuấn Anh, 2006) [2] Trái đất nóng lên mang lại tác động bất lợi đến đời sống người, làm tổn hại lên tất thành phần môi trường sống mực nước biển dâng cao, gia tăng hạn hán, ngập lụt, phát sinh loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nước ngọt, suy giảm đa dạng sinh học gia tăng tượng khí hậu cực đoan, Đó hậu phát triển kinh tế, sức ép dân số, khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt tài ngun rừng Theo tính tốn nhà khoa học, nồng độ CO2 khí tăng gấp đơi, nhiệt độ bề mặt Trái đất tăng lên khoảng 30C Kể từ năm 1860, công nghiệp phát triển với thu hẹp cánh rừng, điều làm cho nồng độ CO2 khí tăng lên tới mức 100 phần triệu nhiệt độ Trái đất tăng 0,50C khoảng thời gian từ 1885 - 1940 (dẫn theo Mỵ Thị Hồng, 2006) [6] Với tốc độ phát triển kinh tế tồn cầu nay, tính riêng từ năm 1958 đến 2003, lượng CO2 khí tăng lên đến 5% (Bảo Huy, 2005) [7] Rừng bể chứa carbon, có vai trị đặc biệt quan trọng việc cân O2 CO2 khí quyển, rừng có ảnh hưởng lớn đến khí hậu quốc gia, lãnh thổ, vùng tồn cầu Rừng có ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ Trái đất thơng qua q trình điều hồ loại khí gây hiệu ứng nhà kính đặc biệt CO2 Hàng năm có khoảng 100 tỷ CO2 cố định trình quang hợp xanh thực lượng tương tự trả lại khí q trình hơ hấp sinh vật Do đó, xác định sinh khối khả hấp thụ carbon rừng để từ đề xuất phương thức quản lý rừng làm sở khuyến khích, xây dựng chế chi trả dịch vụ môi trường, hạn chế gia tăng nhiệt độ Trái đất việc làm có ý nghĩa vơ quan trọng Cho tới nay, hầu hết nghiên cứu giới rằng: Mặc dù rừng nhiệt đới bao phủ chưa đầy 10% diện tích bề mặt Trái đất, lại chứa đến 70 - 90% tổng số loài động, thực vật Trái đất Lượng sinh khối mà rừng nhiệt đới tích lũy vơ lớn, bình qn sinh khối thực vật rừng nhiệt đới 500 - 800 chất khô/ha, hàng năm rừng nhiệt đới có khả sản xuất khoảng 120 chất khô/ha (dẫn theo Mỵ Thị Hồng, 2006) [6] Trên thực tế, thời gian gần nghiên cứu sinh khối rừng nhiệt đới nhiều tác giả nước quan tâm; phương pháp nghiên cứu đa dạng Tuy nhiên, thấy rằng, khả tích lũy sinh khối phụ thuộc vào kiểu rừng, trạng thái rừng, loài ưu thế, tuổi lâm phần Đặc biệt, nghiên cứu sinh khối trạng thái rừng tự nhiên vấn đề mới, số lượng nghiên cứu ít, nội dung cách tiếp cận cịn nhiều giới hạn Với nhu cầu đó, luận văn “Nghiên cứu sinh khối trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên” thực nhằm góp phần lượng hóa giá trị kinh tế mà rừng đem lại để đưa sách chi trả cho chủ rừng cộng đồng vùng cao tỉnh Thái Nguyên Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới Sinh khối tổng lượng chất hữu có đơn vị diện tích thời điểm tính tấn/ha theo khối lượng khơ (Ong, J.E & cs, 1984) (dẫn theo Vũ Đoàn Thái, 2003) [13] Sinh khối bao gồm tổng khối lượng thân, cành, lá, hoa, quả, rễ mặt đất, mặt đất Việc nghiên cứu sinh khối rừng sở đánh giá lượng carbon tích lũy rừng, có ý nghĩa lớn việc đánh giá chất lượng rừng, phục vụ cho quản lý sử dụng tài nguyên rừng Ngay từ đầu kỉ XIX, Châu Âu, nhà khoa học bắt đầu đề cập đến vấn đề nghiên cứu sinh khối, sản lượng rừng Đối tượng nghiên cứu sản lượng đứng lâm phần Trong trình nghiên cứu, người ta xác định sinh trưởng rừng chịu chi phối nhiều yếu tố khác chế độ ánh sáng, dinh dưỡng, … Một kết luận mang tính chất kinh điển vấn đề sinh trưởng, sinh khối phụ thuộc vào sinh trưởng chiều cao (H) đường kính thân (D) theo tuổi; sinh trưởng tăng trưởng, suất có liên quan chặt chẽ với Vì vậy, việc nghiên cứu sinh trưởng tăng trưởng sở để nghiên cứu sinh khối Ngay từ năm 1840 trở trước, tác giả sâu vào nghiên cứu lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt vai trò hoạt động diệp lục thực vật màu xanh trình quang hợp để tạo nên sản phẩm hữu tác động nhân tố tự nhiên như: đất, nước, khơng khí lượng ánh sáng mặt trời Sang kỷ XIX nhờ áp dụng thành tựu khoa học hố phân tích, hoá thực vật đặc biệt vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất thiên nhiên, nhà khoa học thu thành tựu đáng kể Tiêu biểu cho lĩnh vực kể tới số tác giả sau: Liebig, J (1862) [29] lần định lượng tác động thực vật tới khơng khí phát triển thành định luật “tối thiểu” Mitscherlich, E.A (1954) phát triển luật tối thiểu Liebig, J thành luật "năng suất" Riley, G.A (1944) [17], Steemann Nielsen, E (1954) [19], Fleming, R.H (1957) [20] tổng kết trình nghiên cứu phát triển sinh khối rừng cơng trình nghiên cứu Golley F.B & cộng (1962) (dẫn theo Vũ Đoàn Thái, 2003) [13] nghiên cứu sinh khối rừng Đước đỏ (Rhizophora mangle) tự nhiên, đến năm 1975, ông cộng lại nghiên cứu sinh khối Rhizophora brevistyla Panama thấy sinh khối tổng số R.mangle 62,7 tấn/ha 278,9 tấn/ha R brevistyla Lieth, H (1964) [22] thể suất toàn giới đồ suất, đồng thời với đời chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) chương trình sinh người “MAB” (1971) tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối Những nghiên cứu giai đoạn tập trung vào đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh Duyiho cho biết thực vật biển hàng năm quang hợp đến 3x1010 vật chất hữu cơ, mặt đất 5,3x1010 Riêng với hệ sinh thái rừng nhiệt đới suất chất khô từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khơ từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình 450 tấn/ha/năm (dẫn theo Lê Hồng Phúc - 1994) [10] Dajoz (1971) tính toán suất sơ cấp số hệ sinh thái sau: o Mía châu Phi: 67 tấn/ha/năm 10 o Rừng nhiệt đới thứ sinh Yangambi: 20 tấn/ha/năm o Savana cỏ Mỹ (Penisetum purpureum) châu Phi: 30 tấn/ha/năm o Đồng cỏ tự nhiên Fustuca (Đức) : 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm o Đồng cỏ tự nhiên Deschampia Trifolium vùng ôn đới 23,4 tấn/ha/năm o Cịn sinh khối (Biomass) Savana cỏ cao Andrơpgon (cỏ Ghine): 5000 - 10000 kg/ha/năm Rừng thứ sinh 40 - 50 tuổi Ghana: 362.369 kg/ha/ năm (dẫn theo Dương Hữu Thời - 1992) [15] Canell, M.G.R (1982) [18] cơng bố cơng trình “Sinh khối suất sơ cấp rừng giới - World forest biomass and primary production data” tập hợp 600 cơng trình xuất sinh khối khô thân, cành, số thành phần, sản phẩm sơ cấp 1.200 lâm phần thuộc 46 nước giới S Aksornkoae cộng (1987) nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn tự nhiên Thái Lan gồm loài Sonneratia, Rhizophora, Bruguinera, Xylocarpus, kết cho thấy rừng Đước (R apiculata) cao với 701,9 tấn/ha, tiếp đến rừng Vẹt (Bruguiera) 243,75 tấn/ha thấp rừng Xu (Xylocarpus) 20,1 tấn/ha Komiyama cộng (1987), (2000) nghiên cứu sinh khối kích thước rễ mặt đất với tổng sinh khối 437,5 tấn/ha; tỷ lệ sinh khối mặt đất rễ Dà vôi (Ceriops tagal) 1,05 sinh khối thân 53,35 tấn/ha, cành: 23,61 tấn/ha; 13,29 tấn/ha; rễ 1,99 tấn/ha mặt đất 87,51 tấn/ha Theo Clough Attiwill (1982) tỷ lệ sinh khối rễ biến thiên từ 14 - 64 % tổng sinh khối (dẫn theo Hà Quang Anh, 2003) [1] Theo Rodel D Lasco (2002) [27], rừng che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, sinh khối thực vật chiếm đến 75% so với 78 KV ÔTC TT1 TT2 TT3 PĐ1 Định PĐ2 Hóa PĐ3 QK1 QK2 QK3 TB NT NT NT TN TN2 Võ Nhai TN3 VC1 VC2 VC3 TB TB chung N cây/ha 820 780 750 910 830 690 880 780 630 786 900 780 790 850 930 690 950 900 790 842 810 Cấu trúc sinh khối khơ tồn lâm phần M Cây bụi, Vật rơi Tổng m3/ha Tầng gỗ thảm tươi rụng Tấn/ha % Tấn/ha % Tấn/ha % Tấn/ha 84,67 63,85 88,61 3,030 4,20 5,180 7,19 72,060 79,92 58,93 82,34 4,36 6,09 8,279 11,57 71,569 62,40 47,71 81,35 4,110 7,01 6,830 11,65 58,650 86,88 82,05 90,27 2,998 3,30 5,841 6,43 90,889 76,29 65,23 85,85 3,532 4,65 7,219 9,50 75,981 64,07 53,35 81,83 6,58 10,09 5,266 8,08 65,196 88,15 65,70 86,66 2,945 3,88 7,168 9,45 75,813 79,92 53,52 83,63 3,856 6,03 6,620 10,34 63,996 59,71 42,99 76,02 7,027 12,43 6,532 11,55 56,549 75,779 59,259 84,06 4,271 6,41 6,548 9,53 70,078 82,65 66,68 86,50 1,896 2,46 8,515 11,05 77,091 81,84 51,15 79,38 5,246 8,09 8,134 12,54 64,880 69,94 49,81 77,47 4,659 7,25 9,830 15,29 64,299 88,90 80,87 89,03 3,390 3,73 6,576 7,24 90,836 71,46 62,06 87,38 2,085 2,94 6,882 9,69 71,027 65,54 59,58 87,65 3,375 4,97 5,018 7,38 67,973 80,86 66,70 88,23 2,638 3,49 6,264 8,29 75,602 76,18 61,73 84,84 3,003 4,13 8,027 11,03 72,760 66,55 60,50 84,12 3,631 5,05 7,788 10,83 71,919 75,991 62,159 84,95 3,325 4,68 7,448 10,37 72,932 75,353 60,259 84,65 3,937 5,80 6,649 9,55 70,845 Kết nghiên cứu cho thấy: tổng sinh khối khơ tồn lâm phần trạng thái rừng IIB khu vực nghiên cứu dao động từ 50,01 - 90,889 tấn/ha, bình quân đạt 70,845 tấn/ha Trong ba huyện nghiên cứu, bình quân giá trị tổng sinh khối khơ tồn lâm phần trạng thái rừng IIB huyện Đại Từ thấp với 69,526 tấn/ha; huyện Định Hóa với 70,078 tấn/ha cao giá trị sinh khối khơ bình qn tồn lâm phần trạng thái rừng IIB huyện Võ Nhai đạt giá trị 72,932 tấn/ha Kết phân tích cho thấy sinh khối khơ tồn lâm phần trạng thái rừng IIB khu vực chủ yếu tập trung vào tầng gỗ chiếm từ 76,02 - 90,27%, trung bình 79 đạt 84,65%; sinh khối khô tầng bụi thảm tươi chiếm từ 2,46 - 12,43%, trung bình 5,80%; sinh khối khơ vật rơi rụng chiếm 5,60 - 15,29%, trung bình 9,55% Kết cấu trúc sinh khối khơ tồn lâm phần thể trực quan thơng qua Hình 4.8 Vật rơi rụng 9,55% Cây bụi thảm tươi 5,80% tầng gỗ 84,65% Hình 4.8 Cấu trúc sinh khối khơ tồn lâm phần 4.4.3 Mối quan hệ sinh khối toàn lâm phần với nhân tố điều tra Sau thăm dị dạng phương trình thể mối quan hệ nhân tố điều tra lâm phần (G, Hvn, N) với sinh khối toàn lâm phần trạng thái rừng IIB khu vực nghiên cứu, đề tài lựa chọn phương trình phù hợp Kết thể Bảng 4.24 Bảng 4.24 Mối quan hệ sinh khối toàn lâm phần với nhân tố điều tra TT Phương trình tương quan P.T r S Wt_LP = - 56,200 + 0,119*N + 7,986*Hvn 4.70 0,88 7,829 Wk_LP = - 49,057 + 3,225* G + 7,454*Hvn 4.71 0,87 4,945 Wk_LP = - 52,048 + 0,053*N + 7,589*Hvn 4.72 0,88 4,741 Wk_LP = 0,656 *W tLP 4.73 0,92 0,055 , 971 Các phương trình tương quan lập có hệ số tương quan r = 0,87 - 0,92 thể mối quan hệ chặt đến chặt đại lượng nghiên cứu Kết 80 kiểm tra giá trị Sig F, Sig ta, Sig tb nhỏ 0,05 cho thấy tồn phương trình (Chi tiết xem Phụ lục 20) Kết cho phép khẳng định từ nhân tố điều tra lâm phần dễ xác định dự báo xác định nhanh tổng sinh khối lâm phần trạng thái IIB khu vực nghiên cứu 4.5 Đề xuất số ứng dụng việc xác định sinh khối trạng thái rừng IIB tỉnh Thái Nguyên 4.5.1 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối cá thể loài Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng 4.5.1.1 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối tươi khơ cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng dựa vào nhân tố điều tra chủ yếu Để xác định sinh khối tươi khơ cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng, cần xác định tiêu sinh trưởng D1.3 Hvn trung bình, sau sử dụng phương trình tương quan sinh khối lồi với nhân tố điều tra đề tài xây dựng để xác định sinh khối tươi sinh khối khô loài, cụ thể sau: + Với loài Chẹo tía: - Sinh khối tươi: Wt_CT = 0,524* 2,055 D 1.3 Wt_CT = - 180,054 + 28,294*Hvn 2,115 - Sinh khối khô: Wk _CT = 0,265* D1.3 Wk_CT = e  , 769 − 27 , 131  Hvn   + Loài Dẻ cau: , 036 - Sinh khối tươi: Wt_DC = 0,588* D1.3 Wt_DC = - 251,16 + 36,468*Hvn , 078 - Sinh khối khô: Wk_DC = 0,331* D1.3 Wk_DC = - 165,535 + 23,708*Hvn 81 + Loài Ngát: - Sinh khối tươi: Wt_Ng = 13,628*1,168D1.3 Wt_Ng = 158,862 + 27,077*Hvn - Sinh khối khô: Wk_Ng = 6,289*1,182D1.3 Wk_Ng = - 107,484 + 16,878*Hvn + Ràng ràng mít: - Sinh khối tươi: Wt_Rrm = 8,393*1,222D1.3 Wt_Rrm = - 367,671 + 49,005*Hvn  , 401 − 29 , 251  D  - Sinh khối khô: Wk_Rrm = e  Wk_Rrm = - 218,840 + 28,459*Hvn + Trám trắng: - Sinh khối tươi: Wt_Trt = e  , 007 − 30 , 611  D   Wt_Trt = 552,989 – 4698,183/Hvn - Sinh khối khô: Wk_Trt = e  , 706 − 35 , 777  D    , 371 − 36 , 108  Hvn  Wk_Trt = e  Các phương trình tương quan kiểm tra độ tin cậy dựa vào hệ số tương quan, hệ số xác định, sai tiêu chuẩn tồn tham số nên sử dụng để tính tốn nhanh sinh khối cá thể lồi với độ xác tương đối cao 4.5.1.2 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối tươi khô phần mặt đất cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng Vì rễ nằm sâu lịng đất nên việc xác định sinh khối rễ cách đào cân tất rễ tiêu chuẩn có kích thước > 2mm, sau tính chung cho lâm phần việc làm tốn đặc biệt phải tiến hành diện rộng Vì vậy, dựa vào kết xác định 82 trên, đề tài đề xuất phương pháp khác để xác định sinh khối rễ cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng mà khơng cần phải đào rễ Đó phương pháp dựa vào mối quan hệ tương quan rễ với phận mặt đất loài Kết nghiên cứu cho thấy sinh khối mặt đất sinh khối mặt đất cá thể lồi có mối quan hệ với Mối quan hệ biểu diễn qua phương trình tương quan sau: , 796 + Lồi Chẹo tía: Wtuoiduoi_CT = 0,432*W tuoitrenCT , 815 Wkhoduoi_CT = 0,328*W khotrenCT + Loài Dẻ cau: , 753 Wtuoiduoi_DC = 0,567*W tuoitrenDC , 724 Wkhoduoi_DC = 0,510*W khoduoiDC + Loài Ngát: Wtuoiduoi_Ng = e  , 567 − 60 ,157 Wtuoitren    Wkhoduoi_Ng = -16,362 + 6,563*ln(W khotrenNg ) + Ràng ràng mít: Wtuoiduoi_Rrm = 6,491 * 1,010WtuoitrenRrm Wkhoduoi_Rrm = 2,624 * 1,022WkhotrenRrm + Trám trắng: Wtuoiduoi_Trt = e  , 886 − 86 , 579 Wtuoitren    Wkhoduoi_Trt = -26,655 + 9,278*ln(W khotrenTrt ) Các phương trình tương quan kiểm tra độ tin cậy dựa vào hệ số tương quan, hệ số xác định, sai tiêu chuẩn tồn tham số nên sử dụng để tính tốn nhanh sinh khối rễ tiêu chuẩn loài với độ xác tương đối cao Ngồi ra, từ kết tỷ lệ phần trăm sinh khối tươi (khô) phận mặt đất với phận mặt đất cá thể loài Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng tính từ mục 4.2.3.2 4.2.3.4 83 cho phép xác định dự báo sinh khối tươi (khô) phận mặt đất cá thể loài tương ứng cách nhanh chóng, xác mà khơng cần tốn cho việc đào rễ, nhặt rễ, tách đất từ rễ, sấy khô, cân đo, 4.5.1.3 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối khô thông qua sinh khối tươi cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng Để xác định sinh khối khơ cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng, có bốn cách xác định: Cách thứ nhất: Sau tìm tiêu chuẩn, tiến hành chặt hạ, sau phân thành phận thân, cành, đào lấy toàn rễ có đường kính lớn mm Đem cân phận trường ta sinh khối tươi cá thể Để xác định sinh khối khô cá thể cần lấy mẫu phận phịng thí nghiệm đem sấy nhiệt độ 80 - 1050C khối lượng qua lần cân liên tiếp không đổi Cách thứ hai: Xác định sinh khối khô cá thể lồi thơng qua nhân tố điều tra lâm phần (mục 4.2.3.6) Cách thứ ba: Qua kết nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ % sinh khối khô so với sinh khối tươi cá thể loài Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng 58,03%; 62,92%; 54,91%; 51,38% 55,46% Như vậy, nhiều trường hợp, biết sinh khối tươi, để xác định nhanh sinh khối khô cá thể loài cần lấy sinh khối tươi nhân với tỷ lệ % sinh khối khơ/tươi cá thể lồi tương ứng Tuy nhiên, việc xác định nên áp dụng số trường hợp đặc biệt Cách thứ tư để xác định nhanh sinh khối khô cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng dựa vào mối quan hệ sinh khối tươi sinh khối khô cá thể lồi thơng qua phương trình tương quan thiết lập sau: + Với lồi Chẹo tía: 1, 021 Wk_CT = 0,535*W tCT 84 , 021 + Loài Dẻ cau: Wk_DC = 0,568*W + Loài Ngát: Wk_Ng = 0,374*W tNg + Ràng ràng mít: Wk_Rrm = tDC 1, 079 e  , 921 − 88 , 308 WtRrm    Wk_Trt = 23,284*1,008Wt_Trt + Trám trắng: 4.5.2 Đề xuất ứng dụng xác định tổng sinh khối tươi khơ tồn lâm phần trạng thái IIB Kết nghiên cứu mục 4.4.3 cho thấy, dựa vào nhân tố điều tra lâm phần dễ xác định để ước lượng nhanh sinh khối toàn lâm phần thao tác đơn giản tốn thơng qua phương trình: - Sinh khối tươi tồn lâm phần: Wt_LP = - 56,200 + 0,119*N + 7,986*Hvn - Sinh khối khơ tồn lâm phần: Wk_LP = - 49,057 + 3,225* G + 7,454*Hvn Wk_LP = - 52,048 + 0,053*N + 7,589*Hvn Sau xác định tổng sinh khối tươi tồn lâm phần, ước lượng nhanh tổng sinh khối khơ tồn lâm phần dựa vào phương trình: , 971 Wk_LP = 0,656 *W tLP Các phương trình kiểm tra tồn hệ số tương quan r, hệ số xác định R, sai tiêu chuẩn S tham số nên chúng đủ độ tin cậy cho việc ước lượng sinh khối khó đo đếm thơng qua tiêu dễ xác định với độ xác tương đối cao 85 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận * Đặc điểm trạng thái rừng IIB khu vực nghiên cứu - Diện tích rừng phục hồi toàn tỉnh Thái Nguyên 61.581,67 ha, chiếm 36,68% tổng diện tích rừng tồn tỉnh Tại khu vực nghiên cứu, diện tích rừng phục hồi 30.964,330 ha, chiếm 50,28% diện tích rừng phục hồi tồn tỉnh, diện tích rừng phục hồi sau khai thác kiệt 11.955,29 ha, chiếm 64,78% tổng diện tích rừng IIB tỉnh; phân bố tập trung nhiều hai huyện Võ Nhai đạt 9.164,29 Định Hóa đạt 1.957,7 - Mức độ đa dạng loài khu vực nghiên cứu cao, số lượng lồi biến động từ 16 ÷ 31 lồi/ƠTC, có từ ÷ lồi xuất cơng thức tổ thành Điều kiện lập địa khu vực nghiên cứu phù hợp với nhiều loài cây, đa phần loài tiên phong ưa sáng, mọc nhanh, giá trị kinh tế có ý nghĩa định mặt sinh thái - Qua thử nghiệm mô phân bố N/D1.3 27 ô tiêu chuẩn khu vực nghiên cứu dạng hàm Meyer, khoảng cách Weibull, kết cho thấy ba dạng hàm phù hợp (χ205tính < χ205tra bảng) Phân bố N/D1.3 khu vực nghiên cứu phức tạp, xuất đến nhiều đỉnh phụ, nhiều ÔTC, phân bố N/D1.3 có nhiều đỉnh hình cưa - Dạng phân bố Weibull có đỉnh lệch trái (α < 3) mơ tốt phân bố N/Hvn khu vực nghiên cứu (với χ205tính < χ205tra bảng) Phân bố thực nghiệm N/Hvn khu vực có nhiều đỉnh hình cưa, độ lệch phân bố N/Hvn nhiều ô tiêu chuẩn có khác biệt rõ rệt, chứng tỏ mức độ phân hóa chiều cao lâm phần khác Số có chiều cao từ ÷ 13 m chiếm 60% tổng số lâm phần - Phương trình tương quan D1,3/Hvn khu vực nghiên cứu có dạng Hvn = a + b.D1.3 Hvn = a + b.ln(D1.3), hệ số tương quan r = 0,84 ÷ 0,96 (quan hệ chặt đến chặt chẽ) 86 - Về cấu trúc tầng thứ: Bao gồm tầng: Tầng vượt tán (H > 13m), tầng tán (H = m ÷ 13m), tầng tán (H = ÷ 8m) tầng bụi thảm tươi (H < 5m) Các lâm phần giai đoạn phục hồi phát triển, hầu hết có phân chia tầng tán rõ rệt, có nhiều lồi phát triển mạnh đường kính, chiều cao vươn lên khỏi tầng tán Độ tàn che tầng cao thấp (0,45 - 0,70) * Sinh khối tầng cao - Giá trị sinh khối tươi khô tiêu chuẩn khu vực nghiên cứu tăng dần theo cấp đường kính Bình qn sinh khối tươi tầng cao khu vực nghiên cứu 10,771 tấn/ÔTC; biến động từ 7,241 tấn/ÔTC đến 13,808 tấn/ÔTC Tổng sinh khối tươi bình quân tầng cao đạt 107,705 tấn/ha Tổng sinh khối khô tầng cao bình quân 60,259 tấn/ha (biến động từ 39,700 - 82,050 tấn/ha) - Sinh khối cá thể lồi ưu lâm phần: Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng tập trung chủ yếu phần thân (sinh khối tươi chiếm 64,74 - 67,60%, sinh khối khô chiếm 66,43 - 69,46%); tiếp đến rễ (sinh khối tươi chiếm 14,69 - 16,96 %, sinh khối khô chiếm 13,78 - 15,28%), cành (sinh khối tươi chiếm 11,26 - 14,01%, sinh khối khô 11,41 - 13,96%), chiếm tỷ trọng nhỏ (sinh khối tươi 4,28 - 6,45%, sinh khối khô 3,86 - 5,40%) Cùng với tăng lên cấp đường kính, tỷ lệ phần trăm sinh khối tươi (khô) thân cá thể tăng lên, đồng thời tỷ lệ sinh khối tươi (khô) mặt đất với mặt đất giảm dần * Sinh khối bụi thảm tươi vật rơi rụng - Sinh khối tầng bụi, thảm tươi tán rừng khu vực nghiên cứu dao động mạnh: Sinh khối tươi đạt 4,732 - 10,927 tấn/ha (trung bình 7,529 tấn/ha), sinh khối khơ đạt 1,896 - 7,027 tấn/ha (trung bình 3,937 tấn/ha) Sinh 87 khối khô tập trung nhiều thân + cành bụi (38,92%); rễ bụi (25,20%); thảm tươi (cỏ) 22,41%; bụi (13,47%) - Sinh khối vật rơi rụng tán rừng khu vực nghiên cứu dao động mạnh: Sinh khối tươi đạt 6,532 - 12,495 tấn/ha (trung bình 8,7976 tấn/ha); sinh khối khơ từ 4,691 - 9,830 tấn/ha (trung bình 6,612 tấn/ha) Sinh khối vật rơi rụng tập trung chủ yếu phần rơi rụng (sinh khối tươi chiếm 57,82%, sinh khối khô chiếm 56,89%), cành rơi rụng (sinh khối tươi chiếm 42,18%, khô chiếm 43,11%) * Tổng sinh khối toàn lâm phần Tổng sinh khối tươi toàn lâm phần trạng thái rừng IIB khu vực nghiên cứu đạt 89,765 - 153,167 tấn/ha (trung bình 124,032 tấn/ha) Sinh khối tươi chủ yếu tập trung vào tầng gỗ (86,52%); vật rơi rụng chiếm 7,20%; bụi, thảm tươi chiếm 6,28% Tổng sinh khối khơ tồn lâm phần đạt 50,01 - 90,889 tấn/ha (bình quân 70,845 tấn/ha), chủ yếu tập trung vào tầng gỗ (84,65%); bụi, thảm tươi chiếm 5,80%; vật rơi rụng chiếm 9,55% * Mối quan hệ sinh khối với nhân tố điều tra Luận văn xác định 46 phương trình tương quan (từ P.T 4.28 - P.T 4.73) sinh khối (cây cá thể loài ưu lâm phần; tầng cao; bụi thảm tươi; vật rơi rụng sinh khối toàn lâm phần) với nhân tố điều tra Các phương trình kiểm tra độ tin cậy thông qua tồn hệ số tương quan, hệ số xác định, sai tiêu chuẩn hồi quy, tham số * Đề xuất số ứng dụng xác định sinh khối trạng thái rừng IIB Trên sở thiết lập phương trình tương quan, đề tài đề xuất phương pháp xác định nhanh sinh khối cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng sinh khối tồn lâm phần trạng thái rừng IIB Thái Nguyên dựa vào nhân tố điều tra chủ yếu 88 Tồn - Trong khuôn khổ nghiên cứu, luận văn xác định sinh khối thời điểm mà chưa có điều kiện xác định sinh khối thời điểm khác chúng có sai khác theo mùa sinh trưởng - Đề tài xác định sinh khối rừng IIB huyện mà chưa có điều kiện mở rộng huyện khác tỉnh Thái Nguyên Kiến nghị - Việc ứng dụng xác định sinh khối cá thể lồi Chẹo tía, Dẻ cau, Ngát, Ràng ràng mít, Trám trắng thích hợp cho khu vực huyện Đại Từ, Định Hóa, Võ Nhai, mở rộng cho vùng khác cần có kiểm tra thêm - Cần có nghiên cứu thêm sinh khối trạng thái rừng IIB mùa sinh trưởng khác 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hà Quang Anh (2003), Nghiên cứu ảnh hưởng số nhân tố sinh thái tới sinh trưởng sinh khối loài Trang (Kandelia candel) trồng rừng ngập mặn Giao Thuỷ - Nam Định rừng ngập mặn Thái Thuỵ - Thái Bình, Khố luận tốt nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam Phạm Tuấn Anh (2006), Đánh giá lực hấp thụ CO2 rừng thường xanh làm sở xây dựng sách dịch vụ môi trường tỉnh Đăk Nông, Đề tài Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, Luận văn Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, Đại học Tây Nguyên Nguyễn Trọng Bình (1996), Một số phương pháp mơ q trình sinh trưởng lồi Thơng nhựa (Pinus merkusii de Vries), Thông đuôi ngựa (Pinus massoniana Lamb), Mỡ (Manglietia glauca BL) sở vận dụng trình ngẫu nhiên, Luận án Phó Tiến Sĩ Khoa học Nông nghiệp, Trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam Nguyễn Tuấn Dũng (2005), Nghiên cứu sinh khối lượng carbon tích luỹ số trạng thái rừng trồng Núi Luốt, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam Hoàng Văn Dưỡng (2000), Nghiên cứu cấu trúc sản lượng làm cở sở ứng dụng điều tra rừng nuôi dưỡng rừng Keo tràm (Acacia auriculiformis A.Cunn ex Benth) số tỉnh khu vực miền Trung Việt Nam, Luận án Tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Việt Nam Mỵ Thị Hồng (2006), Nghiên cứu sinh trưởng khả tích luỹ Cacbon hữu rừng Bần chua (Sonneratia caseolaris (L.) Engler) trồng xã Nam Hưng, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình, Luận văn Thạc sỹ sinh học, Trường Đại học sư phạm Hà Nội 90 Bảo Huy (2007), Bài giảng Lâm học nhiệt đới cho lớp cao học Lâm nghiệp, Trường Đại học Tây Nguyên Nguyễn Ngọc Lung, Nguyễn Tường Vân (2004), “Thử nghiệm tính tốn giá trị tiền rừng trồng chế phát triển sạch”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nơng thơn, (số 12/2004) Viên Ngọc Nam (2003), Nghiên cứu sinh khối suất sơ cấp quần xã Mắm trắng (Avicennia alba BL) tự nhiên Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh, Luận án Tiến sĩ sinh học, Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, tr 38 - 57 10 Lê Hồng Phúc (1994), “Nghiên cứu suất rừng”, Tạp chí Lâm Nghiệp, (số 12/1994) 11 Vũ Tấn Phương (2006), ”Nghiên cứu trữ lượng carbon thảm tươi bụi: Cơ sở để xác định đường carbon sở dự án trồng rừng/tái trồng rừng theo chế phát triển Việt Nam”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn, (số 8/2006) 12 Lý Thu Quỳnh (2007), Nghiên cứu sinh khối khả hấp thụ Carbon rừng Mỡ trồng loài Tuyên Quang Phú Thọ, Luận văn Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam 13 Vũ Đoàn Thái (2003), Nghiên cứu sinh khối, cấu trúc suất rừng Trang (Kandelia obovata Sheue Liu & Yong) trồng xã Giao Lạc, huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định, Luận văn Thạc sỹ sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 14 Vũ Văn Thông (1998), Nghiên cứu sinh khối rừng Keo tràm phục vụ công tác kinh doanh rừng, Luận văn Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam 15 Dương Hữu Thời (1992), Cơ sở sinh thái học, Nxb Đại học thông tin KHKT, Hà Nội 16 Hoàng Xuân Tý (2004), Tiềm dự án CDM Lâm nghiệp thay đổi sử dụng đất (LULUCF), Hội thảo chuyên đề thực chế phát 91 triển (CDM) lĩnh vực Lâm nghiệp, Văn phòng dự án CD4CDM Vụ Hợp tác Quốc tế, Bộ Tài nguyên Môi trường Tiếng Anh 17 Riley G.A (1944), The carbon metabolism and photosynthetic efficiency of the earth as a Whole, Amer Sci 32, pp 129-134 18 Cannell, M.G.R (1981), World forest Biomass and Primary Production Data, Academic Press Inc (London), pp 391 19 Steemann, N E (1954), On organic production in the Oceans, J Cns Perm Int Explor Mer 19, pp 309-328 20 Fleming, R.H (1957), “General features of the Oceans”, Treatise on Marine Ecology and Paleoecology, J.W Hedgepeth, et Vol Ecology, Geologycal Society of American Mem 67 (1), pp 87-108 21 Whittaker, R.H (1961), Estimation of net primary production of forest and Shurb communities, Ecology 42, pp 177-180 22 Lieth, H (1964), Versuch einer kartog raphischen Dartellung der produktivitat der pfla zendecke auf der Erde, Geographisches Taschenbuch, Wiesbaden Max steiner Verlag, pp 72-80 23 Whittaker, R.H (1966), Forest diamension and production in the Great Smoky Mountains, Ecology 47, pp 103-121 24 Whittaker R.H., Woodweel, G.M (1968), Diamension and production relations of tree and Sturb in the Brook haven forest, J Scol New York USA, pp 1-25 25 Mckenzie, N., Ryan, P., Fogarty, P and Wood, J (2001), Sampling Measurement and Analytical Protocols for Carbon Estimation in soil, Litter and Coarse Woody Debris, Australian Greenhouse Office 26 Marks, P.L (1970), The role of prunus pensyl vanica L in the rapid revegetation of disturbed sites, Ph.D thesis New haven, Yale University, pp 119 92 27 Rodel D Lasco (2002), Forest carbon budgets in Southeast Asia following harvesting and land cover change, Report to Asia Pacific Regional workshop on Forest for Povety Reduction: opportunity with CDM, Environmental Servieces and Biodiversity, Seoul, South Korea 28 Newbould P I (1967), Method for estimating the primary production of forest, International Biological programme Handbook 2, Oxford and Edinburgh Black Well, pp 62 29 Liebig J V (1840), Organic chemistry and its Applications to Agriculture and physiology (Engl-ed.L playfair and W Gregory), London Taylor anhd Walton, pp 387 30 Burton V Barnes et al (1998), Carbon balance of trees and ecosystem, New York