Xác định một số đặc điểm cấu trúc và một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng đước (rhizophora apiculata blume) trồng ở ban quản lý rừng an biên an minh, tỉnh kiên giang

Những điểm mới của đề tài Nhờ được kế thừa các phương pháp tính toán của các tác giả đã nghiên cứu trước, có thể nói, luận văn là công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và hệ thống về

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNGĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

VŨ TIẾN HƯNG

XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC CHO ĐIỀU TRA SINH KHỐI VÀ CARBON CÂY ĐỨNG RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH Ở VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: Điều tra và quy hoạch rừng

Mã số: 62 62 02 08

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Ngọc Giao

GS.TS Nguyễn Hải Tuất

Hà Nội - 2015

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

ĐOÀN VĂN THANH

XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC

VÀ MỘT SỐ NHÂN TỐ ĐIỀU TRA CƠ BẢN CHO RỪNG ĐƯỚC

(RHIZOPHORA APICULATA BLUME) TRỒNG Ở BAN QUẢN LÝ

RỪNG AN BIÊN – AN MINH, TỈNH KIÊN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNGĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

VŨ TIẾN HƯNG

XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC CHO ĐIỀU TRA SINH KHỐI VÀ CARBON CÂY ĐỨNG RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH Ở VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: Điều tra và quy hoạch rừng

Mã số: 62 62 02 08

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Ngọc Giao

GS.TS Nguyễn Hải Tuất

Hà Nội - 2015

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

Luận văn tốt nghiệp

Tên đề tài:

XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC

VÀ MỘT SỐ NHÂN TỐ ĐIỀU TRA CƠ BẢN CHO RỪNG

ĐƯỚC (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) TRỒNG Ở BAN

QUẢN LÝ RỪNG AN BIÊN – AN MINH, TỈNH KIÊN GIANG

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.02.01

Người hướng dẫn khoa học : GS TS Vũ Tiến Hinh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi Công trình được thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS.TS Vũ Tiến Hinh trong thời gian từ 2014 đến 2016 Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực, nếu có gì sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Đồng Nai, ngày tháng năm 2016

Người viết cam đoan

Đoàn Văn Thanh

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành tại Trường Đại học lâm nghiệp theo chương trình đào tạo thạc sĩ giai đoạn 2014 - 2016

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được

sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa Lâm học trường Đại học lâm nghiệp, cùng các thầy, cô giáo trường Đại học lâm nghiệp Nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu

và có hiệu quả đó

Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến GS.TS Vũ Tiến Hinh với tư cách người hướng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian và công sức giúp tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả xin cảm ơn Sở NN&PTNT tỉnh Kiên Giang, Ban QLRPH An Biên – An Minh tỉnh Kiên Giang,… đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả triển khai thu thập số liệu và cho sử dụng số liệu ngoại nghiệp

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến người thân trong gia đình và bạn bè gần xa đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả

Đoàn Văn Thanh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TRONG LUẬN VĂN v

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Trên thế giới 4

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 4

1.1.2 Nghiên cứu sinh khối 7

1.1.3 Nghiên cứu về hấp thụ CO2 trong lâm nghiệp 9

1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam 10

1.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 10

1.2.2 Nghiên cứu sinh khối ở trong nước 12

1.2.3 Nghiên cứu về hấp thụ CO2 trong lâm nghiệp ở Việt Nam 13

1.3 Những nghiên cứu về loài Đước 16

1.4 Thảo luận 19

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Nội dung nghiên cứu: 21

2.1.1 Phân chia cấp đất cho các lâm phần nghiên cứu 21

2.1.2 Xác định một số đặc điểm cấu trúc cơ bản cho rừng Đước 21

2.1.3 Xác định trữ lượng gỗ rừng Đước 21

2.1.4 Xác định sinh khối và trữ lượng các bon rừng Đước 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Quan điểm và phương pháp luận 21

2.2.2 Phương pháp thu thập số liệu 22

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 22

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 27

3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 27

3.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên 27

3.1.2 Hiện trạng đất đai và tài nguyên rừng 29

3.2 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu 31

3.2.1 Đặc điểm chung 31

3.2.2 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu cụ thể 32

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

4.1 Phân chia cấp đất cho các lâm phần nghiên cứu 33

4.2 Xác định một số đặc điểm cấu trúc cơ bản cho rừng Đước 36

4.2.1 Phân bố số cây theo đường kính 36

4.2.2 Tương quan chiều cao với đường kính 39

4.2.3 Tương quan đường kính tán với đường kính ngang ngực 42

4.3 Xác định trữ lượng gỗ rừng Đước 44

4.4 Xác định sinh khối và trữ lượng các bon rừng Đước 46

4.4.1 Xác định sinh khối bộ phận cây gỗ 46

4.4.2 Xác định sinh khối bộ phận thảm mục 47

4.4.3 Xác định sinh khối chung cho rừng Đước 48

4.4.4 Xác định trữ lượng các bon rừng Đước 49

Chương 5 KẾT LUẬN 51

5.1 Kết luận 51

5.2 Tồn tại 52

5.3 Kiến nghị 52

TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TRONG LUẬN VĂN

C : Carbon

CO2 : Khí CO2 (Carbon dioxide)

D, D1,3 : Đường kính thân cây cả vỏ ở vị trí cách mặt đất 1,3m, đơn vị tính là cm

Dg : Đường kính bình quân theo tiết diện ngang, đơn vị tính là cm

H, Hvn : Chiều cao vút ngọn thân cây, đơn vị tính là m

Hg : Chiều cao bình quân theo tiết diện ngang, đơn vị tính là m

R2 : Hệ số xác định của phương trình

Sig : Mức ý nghĩa của đại lượng kiểm tra

S : Sai tiêu chuẩn

TMĐ : Trên mặt đất

V : Thể tích thân cây cả vỏ, đơn vị tính là m3

W1 : Sinh khối phần trên mặt đất, đơn vị tính là kg/cây

W2 : Sinh khối phần dưới mặt đất, đơn vị tính là kg/cây

Wtongk : Tổng sinh khối phần trên mặt đất và dưới mặt đất, đơn vị tính

là kg/cây

W : Sinh khối chung cho lâm phần: gồm Sinh khối bộ phận thân cây và sinh khối thảm mục, đơn vị tính là (tấn/ha)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 3.1 Hiện trạng đất đai vùng dự án 29

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp đường kính và chiều cao theo tiết diện ngang 33

Bảng 4.2 Biểu cấp đất của Phạm Trọng Thịnh lập cho rừng Đước ở vùng ven biển Nam bộ (2006) 34

Bảng 4.3 Kết quả xác định cấp đất cho các OTC 35

Bảng 4.4 Kết quả kiểm tra sự phù hợp của phân bố lý thuyết tính theo hàm Weibull với phân bố thực nghiệm 37

Bảng 4.5 Bảng tổng hợp hệ số xác đinh của các phương trình 40

Bảng 4.6 Tổng hợp phương trình tương quan h/d theo dạng hàm logarit 41

Bảng 4.7 Tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực 44

Bảng 4.8 Trữ lượng rừng trồng Đước tại khu vực nghiên cứu 45

Bảng 4.7 Tổng hợp sinh khối bộ phận thân cây của các ô tiêu chuẩn 46

Bảng 4.8 Kết quả sấy mẫu thảm mục của rừng trồng Đước 47

Bảng 4.9 Sinh khối chung cho rừng Đước tại khu vực nghiên cứu 48

Bảng 4.10 Trữ lượng các bon rừng Đước 49

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 4.1 Phân bố số cây theo đường kính ngang ngực theo hàm Weibull 39 Hình 4.2 Biểu đồ mô tả quan hệ chiều cao và đường kính ngang ngực 42

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của đề tài

Rừng ngập mặn phân bố ở vùng ven biển hoặc cửa sông những nơi chịu

sự tác động của thuỷ triều vùng nhiệt đới và á nhiệt đới Đó là những nơi giao hội của các dạng vật chất có nguồn gốc lục địa hoặc nguồn gốc biển, đồng thời cũng là cửa ngõ cho các loài sinh vật biển xâm nhập sâu vào các thuỷ vực nước ngọt trong nội địa

Rừng ngập mặn đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc điều hòa khí hậu, giảm tác hại của gió, bão biển, ngăn chặn xói lở bờ biển do sóng, thuỷ triều và dòng hải lưu ven bờ, mở rộng diện tích lục địa, bảo vệ đê điều và nơi cư trú của người dân vùng ven biển; góp phần duy trì đa dạng sinh học và năng suất các hệ sinh thái ngập nước vùng ven biển Rừng ngập mặn có giá trị nhiều mặt: cung cấp các lâm sản có giá trị như gỗ, than, củi, tanin, thực phẩm cho con người…; là nơi sinh sản của nhiều loài hải sản, chim nước…

Trong tổ thành loài cây của rừng ngập mặn ở vùng Nam Bộ nước ta,

Đước (Rhizophora apiculata Blume) là một loài cây ưu thế và thường mọc

thành những quần thụ thuần loài Ở những khu rừng tự nhiên trước đây, cây đước là loài cây có kích thước lớn, chiều cao có thể đạt đến 25 mét, đường kính tới 50 cm Thân cây thẳng, phân cành cao, sinh khối gỗ lớn Gỗ đước được

sử dụng xây dựng nhà cửa, đóng đồ mộc, làm dụng cụ đánh bắt thủy sản, than đước có chất lượng cao và được ưa chuộng rộng rãi Cành và rễ chân nôm dùng làm củi, vỏ dùng để chế biến tanin Các vật liệu rơi rụng và mùn bã hữu cơ từ cây đước cung cấp thức ăn và nơi cư trú cho nhiều loài thủy sinh vật Đồng thời đước cũng là loài cây rất quan trọng trong việc phòng hộ bảo vệ bờ biển [13] Do

có nhiều ưu điểm như vậy nên đước là một loài cây trồng rừng chủ yếu ở vùng ven biển

Khu rừng phòng hộ ven biển tỉnh Kiên Giang phân bố dọc theo đường

bờ biển với chiều dài 208 km, từ Mũi Nai (thị xã Hà Tiên) đến cống Tiểu Dừa (ranh giới giữa tỉnh Kiên Giang và tỉnh Cà Mau), có tổng diện tích tự nhiên là 9.077,44 ha, trong đó diện tích rừng đước là 1.625,62 ha (chiếm 17,91% tổng diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu) [19]

Với ý nghĩa như vậy, tác giả thực hiện đề tài “Xác định một số đặc điểm cấu trúc và một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đước trồng ở Ban quan lý rừng An Biên – An Minh”

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2.1 Ý nghĩa khoa học

Xây dựng cơ sở khoa học cho xác định đặc điểm cấu trúc và một số nhân

tố điều tra cơ bản cho rừng Đước trồng ở Ban quan lý rừng An Biên – An Minh”

2.2 Ý nghĩa thực tiễn

-Xác định đựơc một số đặc điểm cấu trúc cơ bản

-Xác định đựơc một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đước trồng ở Ban quan lý rừng An Biên – An Minh

3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

3.1 Về lý luận

Xây dựng được cơ sở khoa học cho xác định đặc điểm cấu trúc và một

số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đước trồng ở Ban quan lý rừng An Biên –

An Minh

3.2 Về thực tiễn

-Xác định được một số đặc điểm cấu trúc cơ bản cho rừng Đước trồng

ở Ban quản lý rừng An Biên – An Minh, tỉnh Kiên Giang

-Xác định được một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đước trồng ở Ban quản lý rừng An Biên – An Minh, tỉnh Kiên Giang

4 Những điểm mới của đề tài

Nhờ được kế thừa các phương pháp tính toán của các tác giả đã nghiên cứu trước, có thể nói, luận văn là công trình nghiên cứu tương đối toàn diện

và hệ thống về cấu trúc và sinh khối rừng trồng Đước và đã đạt được một số kết quả chính dưới đây:

● Xác định được một số đặc điểm cấu trúc của rừng Đước giúp điều chỉnh lâm phần nhằm tăng khả năng phòng hộ

● Xác định được sinh khối và trữ lượng các bon rừng Đước tại khu vực

5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài

5.1 Đối tượng nghiên cứu:

Tất cả các cấp tuổi rừng Đước trồng tại khu vực nghiên cứu

5.2 Phạm vi nghiên cứu:

Về cơ bản đề tài thực hiện trên phạm vi Ban quản lý rừng phòng hộ An Biên – An Minh quản lý

5.3 Giới hạn của đề tài:

Đề tài chỉ đề cập đến cấu trúc và xác định một số chỉ tiêu và cấp sinh trưởng chiều cao, lượng sinh khối và các bon của rừng trồng Đước

6 Cấu trúc luận văn

- PHẦN MỞ ĐẦU

- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

- CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU

- CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

- KẾT LUẬN TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hoà và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự nhiên Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện quan hệ đấu tranh và thích ứng lẫn nhau giữa các sinh vật rừng với môi trường sinh thái và giữa các sinh vật rừng với nhau

1.1.1.1 Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học,

hệ sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinh cho hiệu quả sản xuất cao Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian Cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng Thực tế cấu trức rừng

nó có tính trật tự và theo quy luật của quần xã

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được Richards P.W (1933 - 1934), Baur G.N (1962), ODum (1971) tiến hành Các nghiên cứu này thường nêu lên quan điểm, khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Khi đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên Tác giả Baur G.N (1962) [1] đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh

nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức

xử lý cải thiện rừng mưa

Công trình nghiên cứu của tác giả Catinot (1965); Plaudy J [4] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến

Tác giả Odum E.P (1971) [16] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái

trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935

Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học

1.1.1.2 Về mô tả hình thái cấu trúc rừng:

Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều đứng Phương pháp vẽ biểu

đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P.W Richards (1933 - 1934)[21] đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh hoạ được cách sắp xếp theo hướng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn

Phương pháp biểu đồ trắc diện do Davit và Richards (1933 - 1934) đề xuất trong khi phân loại và mô tả rừng nhiệt đới phức tạp về thành phần loài và cấu trúc thảm thực vật theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng

Richards.P.W (1952) [21] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái Theo tác giả, một đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ và tác giả đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại, đó là rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản

Trong những điều kiện đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây Rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây "Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây"

Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn

đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra được phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà được chấp nhận rộng rãi Sampion Gripfit (1948), khi nghiên cứu rừng tự nhiên ấn Độ và rừng ẩm nhiệt đới Tây Phi có kiến nghị phân cấp cây rừng thành 5 cấp cũng dựa vào kích thước và chất lượng cây rừng Richards (1952) [21] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng dựa vào chiều cao cây rừng

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới

1.1.1.3 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và được chuyển dần từ mô

tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân

tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu như: Rollet B (1971), Brung (1970), Loeth et al (1967) rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hướng định lượng và dùng các mô hình

toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc (dẫn theo Trần Văn Con, 2001) [5] Rollet B (1971) đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi qui, phân bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất Nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài thông theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973) Bên cạnh đó các dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson, cũng được nhiều tác giả

sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng

Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973) Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần

xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái

Khác với xu hướng phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ yếu mô tả rừng ở trạng thái tĩnh Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là

sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng

Công trình nghiên cứu của R Catinot (1965) [4], Plaudy.J (1987) đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến

1.1.2 Nghiên cứu sinh khối

Sinh khối là quá trình tổng hợp vật chất hữu cơ trong cây, sinh khối bao

gồm tổng trọng lượng của cây và các bộ phận như: Thân, cành, lá, hoa, quả,

rễ trên mặt đất và dưới mặt đất Vậy, sinh khối là tổng lượng chất hữu cơ có được trên một diện tích tại một thời điểm và được tính bằng tấn/ha hay kg/ha theo trọng lượng khô Việc đánh giá sinh khối cây rừng có ý nghĩa rất quan trọng trong công tác quản lý, sử dụng các nguồn tài nguyên rừng [34]

Sinh khối của rừng ngập mặn không chỉ có ý nghĩa to lớn về giá trị khoa học, kinh tế đối với con người mà còn có vai trò rất quan trọng trong quá trình biến đổi sinh học của hệ sinh thái Đó là quá trình phân hủy, tích lũy xác thực vật trên sàn rừng

Sinh khối là đơn vị đánh giá năng suất của lâm phần Mặt khác để có được số liệu về tích tụ các bon, khả năng và động thái quá trình tích tụ các bon của rừng, người ta phải tính từ sinh khối của rừng Chính vì vậy điều tra sinh khối cũng chính là điều tra lượng tích tụ các bon của rừng

Theo Akira Komiyama và ctv (2007) [25] cho rằng trong rừng ngặp mặn ban đầu, sinh khối trên mặt đất có xu hướng tương quan thấp đối với những nơi gần biển và tăng lên ở vùng bên trong Trong phạm vi toàn cầu rừng ngập mặn ở vùng nhiệt đới có sinh khối trên mặt đất cao hơn rất nhiều so với rừng ngập mặn ôn đới

Tại Thái Lan, Aksornkoae, S (1982) [12] đã nghiên cứu sinh khối rừng

đước đôi (Rhizophora apiculata) trồng ở tuổi 6, 10 và 15 lần lượt là 50 tấn/ha;

103,13 tấn/ha và 206,25 tấn/ha tại Chanthaburi Aksornkoae và ctv (1987) [12] đã nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn tự nhiên của các loài bần, đước, vẹt, xu Trong đó, sinh khối rừng đước có chỉ số cao nhất là 710,9 tấn/ha, vẹt

là 243,75 tấn/ha và thấp nhất là xu chỉ có 20,1 tấn/ha

Theo Ong J E và ctv (1983) [34] “Cẩm nang các phương pháp nghiên cứu năng suất hệ sinh thái rừng ngập mặn” biên soạn cho Dự án vùng Châu Á UNDP/UNESCO RAS/79/002/011/13) thì việc tính toán sinh khối cây rừng

trên mặt đất thường được tính gián tiếp bằng cách xây dựng phương trình tương quan giữa D1,3 với sinh khối khô của các bộ phận cây (Viên Ngọc Nam, 2003)

Ở Malaysia, Putz, F E và Chan, H T (1986) đã nghiên cứu tăng trưởng, sinh khối và năng suất rừng ngập mặn cho thấy sinh khối của đước đôi trên mặt đất là 460 tấn/ha cao hơn nghiên cứu của Komiyama và ctv, 1988 tại Indonesia là 300 tấn/ha (dẫn theo Viên Ngọc Nam, 1990) [13]

Akira và ctv (1987, 2000) đã nghiên cứu sinh khối và kích thước rễ dưới mặt đất với tổng sinh khối là 437,5 tấn/ha và tỉ lệ sinh khối trên mặt đất

và rễ của Dà vôi (Ceriops tagal) ở nam Thái Lan là 1,05, sinh khối thân là

53,35 tấn/ha, cành: 23,61 tấn/ha; lá: 13,29 tấn/ha; rễ: 1,99 tấn/ha và dưới mặt đất là 87,51 tấn/ha Các tác giả sử dụng 77 cây để ước lượng sinh khối trong khu vực là 70 m2

(7 m * 10 m) (dẫn theo Viên Ngọc Nam, 1998) [14]

Theo Pregitzer và Euskirchen (2004) [32] ước lượng sản lượng hệ sinh thái thực thay đổi theo tuổi rừng và cho thấy sản lượng hệ sinh thái thực trung bình của rừng ôn đới dưới 4,5 tấn C/ha/năm

1.1.3 Nghiên cứu về hấp thụ CO 2 trong lâm nghiệp

Hệ sinh thái rừng ngập mặn được coi là khả năng tích tụ các bon trong đất

và ước tính các khu rừng ngập mặn nhiệt đới ở phía nam Thái Lan lưu giữ khoảng 60% tổng hữu cơ được tích tụ tại lớp đất của khu rừng [31]

Subarudi và ctv (2004) đã phân tích chi phí cho việc thiết kế và triển khai dự án CDM tại Cianjur, miền tây Java, Indonesia với diện tích 17,5 ha đất Kết quả cho thấy trữ lượng các bon hấp thụ từ 19,5 – 25,5 tấn C/ha, chi phí để tạo ra 1 tấn các bon là 35,6 – 45,9 USD và 1 tấn các bon tương đương 3,67 tấn CO2, vì thế giá bán 1 tấn CO2 là từ 9,5 – 12,5 USD (dẫn theo Viên Ngọc Nam, 1998) [14]

Poonsri Wanthongchai và Somsak Piriyayota (2006) (dẫn theo Phan Trọng Thịnh, 2007) [25] đã tiến hành nghiên cứu vai trò về hấp thụ các bon

bằng phương pháp phân tích sinh khối khô của 3 loài cây (Rhizophora mucronata, R apiculata, Bruguiera cylindrica) ở rừng ngập mặn tại Trat,

Thái Lan Kết quả cho thấy lượng các bon trung bình chứa trong 3 loài là 47,77% trọng lượng khô và ở rừng nhiều tuổi thì hấp thu các bon nhiều hơn rừng

ít tuổi Hấp thu các bon cao nhất ở tuổi 11 là loài R apiculata với 74,75 tấn/ha,

kế đến là Rhizophora mucronata với 65,50 tấn/ha, loài Bruguiera cylindrica chỉ

đạt 1,47 tấn/ha Nguyên nhân có sự chênh lệch lớn về khả năng hấp thu giữa các loài nghiên cứu là do 2 trong số 3 loài có sinh trưởng tốt hơn

1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng

Việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt nam cũng đã được rất nhiều tác giả

đề cập tới nhằm đưa ra giải pháp lâm sinh phù hợp, song tiêu biểu phải kể đến một số công trình nghiên cứu sau:

Tác giả Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [26] đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng như: Tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C) Ông đã vận dụng và cải tiến bổ sung phương pháp biểu đồ, mặt cắt đứng của Davit - Risa để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam, trong đó tầng cây bụi và thảm tươi được vẽ phóng đại với tỉ lệ nhỏ hơn và có ký hiệu thành phần loài cây của quần thể đối với những đặc trưng sinh thái và vật hậu cùng biểu đồ khí hậu, vị trí địa lý, địa hình Bên cạnh đó, ông còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam Đó là dạng sống ưu thế của những thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và trạng mùa của tán lá Với những quan điểm trên, Thái Văn Trừng đã phân chia thảm thực vật Rừng Việt Nam thành 14 kiểu Rõ ràng các nhân tố cấu

trúc rừng được vận dụng triệt để trong phân loại rừng dựa trên quan điểm sinh thái phát sinh quần thể

Với tác giả Vũ Đình Phương (1987)[20] đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển

ổn định mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây

Công trình nghiên cứu mô hình hoá cấu trúc đường kính D1.3 và biểu diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình nghiên cứu của các tác giả Đồng Sỹ Hiền (1974)[6] dùng hàm Meyer và hệ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam

Tác giả Nguyễn Hải Tuất (1986) [29] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng

Như vậy, hầu hết các công trình nghiên cứu rừng gần đây thường thiên

về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng thường ít đề cập đến yếu tố sinh thái nên chưa thực sự áp dụng vào kinh doanh rừng đáp ứng mục tiêu ổn định lâu dài Bởi vậy muốn đề xuất được một giải pháp lâm sinh đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc rừng một cách chuyên sâu và phải dựa trên quan điểm tổng hợp về sinh thái học, lâm học, sản lượng và điều quan trọng hơn cả phải phân tích được các quy luật tự nhiên mà nó tồn tại trong hệ sinh thái rừng

1.2.2 Nghiên cứu sinh khối ở trong nước

Nguyễn Hoàng Trí (1986) [22] đã nghiên cứu sinh khối và năng suất

quần xã đước đôi (Rhizophora apiculata BL.) ở Cà Mau – Minh Hải Kết quả

sinh khối của loại rừng nhân tạo là 33.846 kg/ha, sinh khối rừng tự nhiêu là 1.400,40 kg/ha và sự phân bố sinh khối thẳng đứng của các bộ phận trên mặt đất trong quần xã đước đôi là giảm dần từ gốc đến ngọn Nhưng tác giả chỉ đề cập đến bốn loại rừng như: Rừng trưởng thành, rừng tái sinh tự nhiên, rừng tái sinh nhân tạo và rừng xấu mà không đề cập đến tuổi rừng trồng

Phan Nguyên Hồng (1991) [23] đã nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của rừng đước trồng 10 năm tuổi tại các vùng đất bị rải chất diệt cỏ Trong đó, có khu vực Tắc Cống và Tắc Ông Địa thuộc Tiểu khu 13 – Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ Kết quả mức độ ngập triều khác nhau dẫn đến sinh khối cũng khác nhau

Nguyễn Đức Tuấn (1995) [13] đã nghiên cứu sự tăng trưởng và sinh

khối của rừng đâng (Rhizophora stylosa) và rừng đước (Rhizophora apiculata) được trồng ở Hà Tĩnh và Cần Giờ Tp Hồ Chí Minh Đánh giá

sinh khối, cấu trúc sinh khối thực vật theo chiều thẳng đứng và theo tuổi Kết quả tác giả đưa ra nhận định ở 2 năm tuổi, so với rừng đước sinh trưởng trên nền đất cao, bùn cứng thì rừng đước sinh trưởng trên nền đất mềm có sinh khối tổng cao hơn 2 lần, sinh khối các bộ phận tương ứng cũng cao hơn từ 1,5 lần tới hơn 3 lần (thân = 1,6 lần; cành = 1,94 lần; lá = 3 lần; rễ chống = 3,3 lần

và rễ dưới đất = 2,5 lần)

Viên Ngọc Nam và ctv (1998) [14] đã nghiên cứu sinh khối và năng

suất sơ cấp rừng đước (Rhizophora apiculata) trồng tại Cần Giờ Tác giả đã

sử dụng phương pháp ô tiêu chuẩn để thu thập số liệu và dựa vào phương pháp của Ong Jin – Eong và ctv (1983) kết quả là sinh khối rừng đước ở tuổi

4, 8, 12, 16 và 21 được ghi nhận theo thứ tự 16,24 tấn khô/ha, 89,01 tấn

khô/ha, 118,21 tấn khô/ha, 138,98 tấn khô/ha và 139,98 tấn khô/ha Tác giả

đã rút ra kết luận sinh khối rừng đước từ 16,90 – 143,71 tấn/ha; lượng tăng trưởng sinh khối rừ 5,93 – 12,44 tấn/ha/năm Trong đó, rừng ở tuổi 4 có lượng tăng sinh khối thấp nhất và cao nhất ở tuổi 12; lượng tăng trưởng đường kính là 0,46 – 0,81 cm/năm, ở tuổi 16 có tăng trưởng đường kính lớn nhất; năng suất lượng rơi từ 3,67 – 10,45 tấn/ha/năm lượng lá rơi chiếm tỷ lệ cao nhất; ở tuổi 8 có năng suất sơ cấp thuần cao nhất là 9,6 – 19,04 tấn/ha/năm kế đến là tuổi 12; mức độ phân hủy của lá sau một năm là 90,39 – 96,48%; trữ lượng thảm mục tích lũy trên sàn rừng là 3,4 – 12,46 tấn/ha; xác thực vật để lại sau các lần tỉa thưa là 6,57 – 12,12 tấn/ha; thành phần dinh dưỡng trả lại cho đất thông qua lượng rơi là 61,47 – 202,41 kg/ha/năm và chỉ

số diện tích bề mặt lá là 0,66 – 1,47

Cho đến nay, nghiên cứu sinh khối rừng ở nước ta còn hạn chế, nhất là rừng tự nhiên cũng như rừng ngập mặn

1.2.3 Nghiên cứu về hấp thụ CO 2 trong lâm nghiệp ở Việt Nam

Vũ Tấn Phương (2006)[20], đã nghiên cứu trữ lượng các bon thảm tươi và cây bụi tại các vùng đất không có rừng ở các huyện Cao Phong, Đông Bắc, Hà Trung, Thạch Thành và Ngọc Lạc, tỉnh Thanh Hóa Năm dạng cỏ được nghiên cứu là cỏ chỉ, cỏ lông lợn, cỏ lá tre, lau lách và tế guột; cây bụi gồm cây cao dưới

2 m và cây cao 2 - 3 m Tác giả xác định trữ lượng các bon thông qua việc xác định sinh khối tươi và khô của thảm tươi và cây bụi Kết quả cho thấy Lau lách

có trữ lượng các bon trong sinh khối là cao nhất khoảng 20 tấn C/ha, cây bụi cao

2 - 3 m lượng các bon khoảng 14 tấn C/ha, lượng các bon của cây bụi cao dưới 2

m khoảng 10 tấn C/ha Đối với các loại cỏ như cỏ lá tre, cỏ tranh và cỏ lông lợn/cỏ chỉ thì cỏ lá tre có trữ lượng các bon cao nhất khoảng 6,6 tấn C/ha, tiếp đến là cỏ tranh với 4,9 tấn C/ha và thấp nhất là cỏ lông lợn/cỏ chỉ với 3,9 tấn C/ha

Ngô Đình Quế và ctv (2006)[8] đã nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2của một số loại rừng trồng ở Việt Nam, phương pháp chung để đánh giá khả năng hấp thụ CO2 là tính toán và dự báo khối lượng sinh khối khô của rừng trên đơn vị diện tích (tấn/ha) tại thời điểm cần thiết trong quá trình sinh trưởng Từ đó tính trực tiếp lượng CO2 hấp thụ và tồn trữ trong vật chất hữu

cơ của rừng hoặc khối lượng các bon được tính bình quân là 50% của khối lượng sinh khối khô, rồi từ các bon suy ra CO2 Theo các tác giả, phương pháp tính sinh khối của rừng có thể phân chia thành ba nhóm:

- Nhóm thứ nhất dùng biểu sinh khối có độ chính xác cao do việc đo tính khối lượng khô của các bộ phận cây rừng (thân, cành, vỏ, lá …)

- Nhóm thứ hai dùng biểu sản lượng, hay còn gọi là biểu quá trình sinh trưởng để tính tổng trữ lượng thân cây gỗ/ha cho từng độ tuổi M (m3/ha), rồi nhân với tỉ trọng khô bình quân của loài để có khối lượng khô thân cây, lại nhân với hệ số chuyển đổi cho từng loại rừng để có sinh khối khô

- Nhóm thứ ba không có hai loại biểu trên thì lập ô tiêu chuẩn, chọn một số cây để cân đo sinh khối tươi và khô Từ đó sẽ tính tổng lượng tích lũy

CO2 trong qúa trình quang hợp để tạo thành các chất hữu cơ của cây rừng Kết quả đề tài đã sử dụng phương pháp thứ ba để tính

Phạm Tuấn Anh (2007) đã dự báo năng lực hấp thụ CO2 của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại huyện Tuy Đức, tỉnh Đăk Nông Tác giả đã thiết lập mối quan hệ giữa lượng các bon tích luỹ với sinh khối khô của cây cá thể có dạng hàm mũ: C (kg) = 0,401 * SK (khô)1,0032

hay CO2 (kg) = 3,67 * 0,401 * SK(khô) Tỉ lệ trung bình lượng các bon tích luỹ trong các bộ phận thân, cành, vỏ và lá lần lượt là 62%, 26%, 10% và 2% Mặt khác, tác giả đã thử nghiệm và chọn các phương trình tương quan giữa lượng CO2 hấp thụ của các bộ phận (thân, cành, lá và vỏ) với các nhân tố điều tra cây cá thể để tính nhanh cho từng bộ phận như sau:

Ln(CO2 thân) = 6,15398 + 1,02468 * ln(V)

là 300.000 – 900.000 đồng/ha/năm (đơn giá 11 USD/tấn CO2)

Nguyễn Thị Hà (2007) đã nghiên cứu sinh khối, làm cơ sở xác định khả năng hấp thụ CO2 của rừng keo lai (Acacia auriculiformis x mangium) trồng tại Quận 9, thành phố Hồ Chí Minh Kết quả cho thấy lượng CO2 hấp thụ tăng dần theo kích thước, sinh khối cũng như trữ lượng rừng Tác giả đã kết luận: Khi năng suất sinh học càng cao thì lượng CO2 được cây rừng cũng như quần thể rừng hấp thụ và lượng oxy được cây rừng và rừng thải ra càng cao Trung bình cây có đường kính khoảng 11,76 cm thì tích lũy được 31,85 kg C trong sinh khối, có nghĩa là cây rừng hấp thụ được 116,90 kg CO2 Lượng CO2 hấp thụ dao động trong khoảng từ 5,67 – 445,98 kg CO2/cây Bên cạnh đó, tác giả cũng ước lượng khả năng CO2 hấp thụ đạt 17,13 – 21,99 tấn CO2/ha/năm với giá trị bằng tiền là 3.015.000 – 3.870.000 đồng/ha/năm (đơn giá 11 USD/tấn

CO2; 1 USD = 16.000 ĐVN) Lượng các bon tích lũy phần lớn nằm trong sinh khối thân, trung bình là 25,23 kg C/cây, chiếm 79,2 % tổng trữ lượng các bon tích lũy trong một cây, tích lũy trong sinh khối cành là 4,78 kg C/cây chiếm

15 % tổng trữ lượng các bon, còn lại trong sinh khối lá là 1,84 kg C/cây, chiếm 5,8 % tổng trữ lượng các bon tích lũy trong một cây rừng

Bảo Huy và Phạm Tuấn Anh (2008) đã nghiên cứu khả năng hấp thụ

CO2 của rừng tự nhiên thường xanh lá rộng tại Việt Nam Các tác giả cho thấy sự hấp thụ C được xác định bởi hiện trạng rừng, những bộ phận của cây

và loài cây và đưa ra phương trình trương quan giữa hàm lượng CO2 và đường kính ngang ngực (D1,3)

Các công trình nghiên cứu trên cho thấy xác định sinh khối tươi qua phương trình tương quan giữa sinh khối tươi với các nhân tố điều tra, còn sinh khối khô thông qua sinh khối tươi của cây, cũng như lượng các bon tích tụ của cây qua sinh khối khô Do đó, chúng ta có thể tính lượng CO2 hấp thụ thông qua lượng các bon tích tụ của cây, CO2 = 3,67 * C Tuy nhiên, lượng các bon tích lũy trong các bộ phận của cây cũng như giữa các loài thực vật không hoàn toàn giống nhau

1.3 Những nghiên cứu về loài Đước

Cây Đước đôi có tên khoa học là Rhizophora apiculata B.L, thuộc

họ Rhizophoraceae Đước là loài cây phát triển nhanh, chịu được đất ngập

nước theo thuỷ triều lên xuống tại các vùng ven biển nhiệt đới Do vùng ven biển đất mới bồi và thường xuyên bị tác động bởi sóng biển, nên Đước đã hình thành hệ thống rễ chống khá hoàn chỉnh đủ để giữ cho cây đứng vững Đước có vị trí rất quan trọng trong tập đoàn cây trồng phục hồi rừng ở các vùng ven biển Nó cung cấp gỗ phục vụ cho xây dựng, chất đốt phục vụ đời sống sinh hoạt cho cộng đồng cư dân địa phương, cố định các bãi bồi, phòng chống gió bão, bảo vệ các công trình đê biển…… Trong mấy năm gần đây, công tác phục hồi, bảo vệ và phát triển rừng ngập mặn được các nước trên thế giới rất coi trọng Hàng năm hàng chục nghìn ha RNM (mà chủ yếu là

Đước) của các vùng ven biển trên thế giới được trồng mới thông qua các chương trình đầu tư của chính phủ, các tổ chức quốc tế, đã đem lại lợi ích

to lớn cho cư dân sống ở các vùng ven biển

Trên thế giới có rất nhiều tác giả nghiên cứu về sinh trưởng và sinh khối rừng Đước như Barry Clough (1996), Ong (1985), Putz & Chan (1986)

ở Việt Nam tăng trưởng và sinh khối rừng Đước, đã được một số tác giả nghiên cứu

- Về tăng trưởng:

Tăng trưởng đường kính 0,75 cm/năm, tăng trưởng chiều cao 0,85cm/năm ở Ngọc Hiển, Cà Mau (Hồng & Trí, 1983); tại Cần Giờ là 0.46-0,81 cm/năm về đường kính là 0,45-0,76 m/năm về chiều cao (Nam, 1996); 0,43-0,76cm/năm về đường kính (5 tuổi) ở Cà Mau và Bạc Liêu (Tấn, 2000)

Đối với rừng Đước thuần loài từ 1-5 năm là giai đoạn phát triển mạnh của tán, cây có nhiều cành nhánh, lá phát triển rất mạnh để đón ánh nắng mặt trời và tạo ra sinh khối lớn cho cây Giai đoạn này ở một vài lập địa có độ ngập triều thấp, cây có hiện tượng tạo ra các thân phụ Tuy nhiên, hiện tượng cạnh tranh dinh dưỡng và ánh sáng gần như không xảy ra ở giai đoạn này

Giai đoạn 6-12 tuổi cây rừng phát triển mạnh về đường kính và chiều cao nên xảy ra hiện tượng cạnh tranh về dinh dưỡng và ánh sáng rất mãnh liệt Giai đoạn này cây rừng tỉa thưa tự nhiên rất mạnh, số cây chết đếm được khoảng 30% ở tuổi 7-8 và khoảng 20-25% ở tuổi 10,11

Giai đoạn 13-20 tuổi cây rừng phát triển mạnh về đường kính, xảy ra cạnh tranh về dinh dưỡng, cây rừng tỉa thưa tự nhiên ít hơn, số cây chết khoảng 10-15% ở tuổi 15 và khoảng 5% ở tuổi 17-18

- Về sinh khối:

Theo Nguyễn Hoàng Trí (1986) nghiên cứu tổng sinh khối trên 3 loại rừng:

5,9312,4410,579,076,98

Theo Đặng Trung Tấn & cs (2000) nghiên cứu tổng sinh khối và lượng tăng sinh khối theo tuổi tại Cà Mau, Bạc Liêu, như sau:

Tuổi Tổng sinh khối (tấn/ha) Lượng tăng sinh khối (tấn/ha,năm)

19.558,212.744,59.452,97.146,2

Các kết quả nghiên cứu có sự khác biệt giữa các tác giả, có lẽ do địa bàn nghiên cứu khác nhau, phương pháp lấy mẫu và xử lý số liệu khác nhau

Tuy nhiên, những nghiên cứu này đã đưa ra được nhiều thông tin bổ ích

về sinh trưởng và sinh khối của các lâm phần rừng Đước thuần loại

1.4 Thảo luận

Qua phần tổng quan đề cập ở trên đã rút ra một số nhận định để làm cơ

sở lý luận và phương pháp áp dụng cho đối tượng nghiên cứu là rừng đước trồng thuần loại tại tỉnh Kiên Giang như sau:

- Trên thế giới, các công trình nghiên cứu về phân loại rừng và cấu trúc rừng cũng khá toàn diện về các mặt: cơ sở phân loại rừng, trường phái phân loại rừng, cơ sở cấu trúc, định lượng cấu trúc, tái sinh Hướng nghiên cứu đã chuyển dần từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng với khả năng ứng dụng vào thực tiễn ngày càng cao Các nghiên cứu này đều có giá trị lý luận

và thực tiễn ở những mức độ khác nhau và đều phục vụ cho mục đích kinh doanh, lợi dụng rừng có hiệu quả

- Ở Việt Nam, chủ đề cấu trúc rừng ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn Các quy luật cấu trúc lâm phần đã được mô tả nhiều hơn bằng các mô hình toán học, làm cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho từng đối tượng và hoàn cảnh cụ thể Các nghiên cứu về cấu trúc rừng đều nhằm mục đích làm sao để quản lý, sử dụng rừng một cách hiệu quả nhất Đây là vấn đề hiện đang được quan tâm một cách đặc biệt Đề tài được thực hiện nhằm góp phần vào mục tiêu chung đó

- Để tham gia thị trường mua bán hạn ngạch khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính nhất là khí carbon dioxide (CO2), Việt Nam cần phải tính toán định lượng được khả năng tích tụ carbon (C), từ đó tính được lượng CO2 hấp thụ Bên cạnh đó, xác định lượng CO2 hấp thụ của rừng còn thiếu các thông tin liên quan như cơ sở khoa học, phương pháp tính toán và dự báo Do đó, trở ngại cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý và sản xuất lâm nghiệp Việt Nam trong lĩnh vực mua bán hạn ngạch khí CO2

- Lượng các bon tích tụ của cây rừng có quan hệ với các nhân tố điều tra như: Đường kính, chiều cao, mật độ, thể tích, sản lượng rừng, tuổi và sinh khối Đã có nhiều công trình của các nhà khoa học trong nước và trên thế giới

quan tâm nghiên cứu về khả năng hấp thụ CO2 của cây rừng Bên cạnh đó, các công trình nghiên cứu về rừng ngập mặn còn hạn chế Do đó, việc xác định lượng CO2 hấp thụ của cây rừng là vấn đề khá phức tạp và các nghiên cứu chủ yếu mới chỉ tập trung vào việc xác định lượng các bon tích tụ tại thời điểm nghiên cứu

- Có nhiều phương pháp đã được các nhà khoa học trong nước và trên thế giới đưa ra, áp dụng để xác định khả năng tích tụ các bon, từ các phương pháp đo đếm trực tiếp hoặc gián tiếp

- Tuy nhiên, xác định lượng các bon tích tụ của cây rừng chủ yếu vẫn là trong sinh khối khô của cây Vì phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện không mất nhiều thời gian và chi phí

Từ những nhận định trên đề tài đã chọn phương pháp xác định khả năng tích tụ các bon thông qua sinh khối khô của cây cá thể thông qua phương trình tương quan giữa sinh khối với đường kính tại vị trí 1,3 m (D1,3)

và giữa lượng các bon với D1,3

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu:

Để thực hiện được mục tiêu đặt ra, đề tài thực hiện một số nội dung chính sau:

2.1.1 Phân chia cấp đất cho các lâm phần nghiên cứu

2.1.2 Xác định một số đặc điểm cấu trúc cơ bản cho rừng Đước

2.1.2.1 Phân bố số cây theo đường kính

2.1.2.2 Tương quan chiều cao với đường kính

2.1.2.3 Tương quan đường kính tán với đường kính ngang ngực

2.1.3 Xác định trữ lượng gỗ rừng Đước

2.1.4 Xác định sinh khối và trữ lượng các bon rừng Đước

2.1.4.1 Xác định sinh khối và trữ lượng các bon bộ phận cây gỗ

2.1.4.2 Xác định sinh khối và trữ lượng các bon bộ phận thảm mục

2.1.4.2 Xác định sinh khối chung cho rừng Đước

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Quan điểm và phương pháp luận

Như phần tổng quan đã đề cập, các công trình nghiên cứu xây dựng biểu cấp đất và sinh khối cho đối tượng này thường chỉ được thực hiện cho phạm vi hẹp Từ đó đề tài được thực hiện với quan điểm là: Kế thừa những công trình nghiên cứu trước đây về loài Đước ở khu vực để xác định sinh khối

và trữ lượng các bon cho rừng Đước

Số liệu điều tra chỉ giới hạn ở mức đo các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính, chiều cao và đường kính tán, cân đo sinh khối thảm mục Từ đó phương pháp thực hiện đề tài được khái quát chung là:

- Dựa vào mối quan hệ giữa đường kính và chiều cao, xác lập cấp sinh trưởng chiều cao (cấp đất) cho rừng trồng Đước tại khu vực

- Dựa vào mối quan hệ giữa các chỉ tiêu sinh trưởng để xác định một số đặc điểm cấu trúc và trữ lượng rừng

- Xác định tổng lượng sinh khối và các bon thông qua phương trình tương quan với các chỉ tiêu sinh trưởng

2.2.2 Phương pháp thu thập số liệu

Để xác định cấu trúc, trữ lượng gỗ, sinh khối và trữ lượng các bon, đề tài tiến hành tiến hành lập 9 OTC tạm thời theo phương pháp bố trí điển hình Mỗi ô có diện tích 200m2 (10*20m) Trong mỗi ô điều tra các chỉ tiêu sau: (1) Điều tra các chỉ tiêu về kích thước cây gỗ:

Các chỉ tiêu về kích thước cây gỗ được điều tra cho tất cả các cây trong OTC

- Chiều cao: Chiều cao từng cây được đo bằng sào khắc vạch, độ chính xác đến dm;

- Đường kính ngang ngực: Đường kính ngang ngực được đo bằng thước dây với độ chính xác là 0,1cm Từ chu vi suy ra đường kính D=C/3,14;

- Đường kính tán lá: Đo gián tiếp thông qua hình chiếu tán cây bằng thước dây theo 2 chiều vuông góc;

(2)Điều tra thảm mục:

Mỗi OTC bố trí 3 ô dạng bản ở giữa tâm ô với diện tích ôdb 4m2

đại diện cho từng cấp tuổi, trong mỗi ô cân vật rơi rụng, sau đó mỗi ô lấy 1 mẫu

về sấy với trọng lượng khoảng 0,5 kg Đề tài lấy 3 mẫu để sấy khô xác định tỷ

lệ phần trăm sinh khối khô cho bộ phận thảm mục Đề tài sử dụng biểu cấp đất rừng trồng Đước do Phạm Trọng Thịnh xây dựng năm 2006

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu

2.2.3.1 Phương pháp mô tả cấu trúc cho các lâm phần Đước

- Phân bố số cây theo đường kính

Sử dụng hàm Weibull mô tả nhân bố N/D

Hàm Weibull là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với miền giá trị (0, +∞).[7]

Hàm mật độ có dạng:

(2.1) Hàm phân bố có dạng:

Kiểm tra sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm

Để đánh giá sự phù hợp của phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm, sử dụng tiêu chuẩn Khi bình phương (2

Trong đó:

ft: Tần số thực nghiệm fl: Tần số lý thuyết Nếu tổ nào có fl < 5 thì ghép với tổ trên hoặc tổ dưới, để sao cho fl ≥ 5

1

2 ) (

- Quan hệ chiều cao với đường kính được biểu thị bằng phương trình thông dụng nhất là Hàm Power:[7]

H=b0*Db1 (2.4) Hay Ln(H)=a+b*ln(D) (2.5) Trong đó: a=ln(b0); b=b1

2.2.3.2 Xác định trữ lượng gỗ cho các OTC

Trữ lượng gỗ của các OTC được xác định từ phương trình thể tích của Phạm Trọng Thịnh [24] lập cho rừng trồng Đước:

V=0.00004508*D2.01*H0.965Thay D, H từng cây vào phương trình, được thể tích từng cây Tổng thể tích các cây trong OTC được trữ lượng OTC Nhân trữ lượng OTC với 50 (tỷ

số 10000/200) được trữ lượng/ha

2.2.3.3 Xác định sinh khối khô lâm phần

a Xác định sinh khối khô cây gỗ

Sử dụng phương trình sinh khối khô của Viên Ngọc Nam, Nguyễn Thị

Hà và Trần Quốc Khải [12] lập cho rừng Đước ở Cà Mâu

- Sinh khối phần trên mặt đất:

W(kg/cây)=0.2385*D2.442 (2.6) -Sinh khối phần dưới mặt đất: W(kg/cây)=0.00679*D2.75 (2.7) -Tổng sinh khối của cây bằng tổng sinh khối phần trên mặt đất W1 và sinh khối phần dưới mặt đất:

Wtongk=W1+W2 (2.8)

- Tổng sinh khối các cây trong OTC được sinh khối OTC Nhân sinh khối OTC với 50 được sinh khối/ha

b Xác định sinh khối vật rơi rụng

- Sinh khối tươi

Trong từng OTC tính sinh khối tươi vật rơi rụng bình quân cho ODB có diện tích 4 m2

: [7]

Wbq=(W1+W2+W3)/3 (2.9) Sinh khối tươi vật rơi rụng /ha: [7]

Wt (kg/ha)=(Wbq/4)*10000 (2.10) -Sinh khối khô vật rơi rụng bằng sinh khối tươi nhân với tỷ lệ phần trăm sinh khối khô

Tỷ lệ phần trăm sinh khối khô vật rơi rụng được xác định thông qua kết quả sấy khô các mẫu lấy từ thực địa

Khi điều tra lấy3 mẫu ở 3 OTC Các mẫu này được sẩy ở nhiệt độ 105 độ, cho đến khi nào trọng lượng các mẫu sấy không thay đổi qua các lần kiểm tra

Tỷ lệ sinh khối khô từng mẫu sấy được tính bằng tỷ số: [7]

Tỷ lệ sinh khối khô vật rơi rụng bình quân được tính từ tỷ lệ sinh khối khô của 3 mẫu sấy: [7]

c Sinh khối khô rừng Đước

Sinh khối khô rừng Đước bằng tổng sinh khối bộ phận cây gỗ và bộ phận vật rơi rụng

Dưới tán rừng Đước hầu hết không có cây bụi thảm tươi nên đề tài không xác định sinh khối cũng như các bon của bộ phận này

2.2.3.4 Xác định trữ lượng các bon rừng Đước

Trữ lượng các bon bằng trữ lượng gỗ nhân với hệ số các bon

Giá trị của hệ số chuyển đổi từ khối lượng sinh khối khô sang khối lượng carbon do IPCC(Cơ quan liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change)) đề xuất từ 0,47 đến 0,50 (UN-REDD Vietnam)

Nhƣ vậy, có nghĩa là hàm lƣợng carbon trong sinh khối khô của cây gỗ

từ 47% đến 50% Khi tính trữ lƣợng carbon của rừng từ sinh khối khô, tác giả lấy bằng giá trị giữa của khoảng trên và bằng 48,5%

Nhƣ vậy trữ lƣợng các bon Mcb=Sinh khối khô*0.485

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC VÀ ĐỐI TƯỢNG

NGHIÊN CỨU

3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu

3.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên

3.1.1.1 Vị trí địa lý

Diện tích do Ban quản lý rừng An Biên – An Minh quản lý nằm trên địa giới hành chính các xã Tây Yên, Nam Yên, Nam Thái, Nam Thái A thuộc huyện An Biên và các xã Đông Hưng A, Vân Khánh, Vân Khánh Đông, Vân Khánh Tây, Thuận Hoà, Tân Thạnh thuộc huyện An Minh, nằm về phía Tây Nam tỉnh Kiên Giang Lâm phận quản lý của Ban quản lý rừng An Biên – An Minh được chia làm 2 khu vực như sau:

 Khu vực rừng phòng hộ ven biển có chiều rộng tính từ đê quốc phòng trở

ra biển, bãi bồi được tính đến mực nước kiệt hàng năm và bãi lở được tính

từ đê ra 500 mét với chiều dài 58 km theo tuyến biển của hai huyện An Biên và An Minh

 Toạ độ địa lý:

 Từ 9028’ đến 10002’ độ vĩ Bắc;

 Từ 104051’ đến 105006’ độ kinh Đông

3.1.1.2 Địa hình, thổ nhưỡng vùng dự án

Khu vực có địa hình phân chia thành hai dạng theo hai vùng rõ rệt:

- Vùng rừng phòng hộ ven biển: Khu vực rừng phòng hộ ven biển có chiều dài khoảng 58 km, chạy dọc bờ biển theo hướng từ Bắc xuống Nam thuộc địa bàn 2 huyện An Biên và An Minh

- Vùng rừng Tràm: Phân bố ở 3 xã Vân Khánh, Vân Khánh Tây và Đông Hưng B thuộc huyện An Minh, được xác định bằng hệ thống đê bao khép kín cho ba khu vực thuộc ba xã riêng biệt

Đất đai ở vùng này thuộc nhóm đất mặn, gồm các loại đất:

+ Đất mặn dưới rừng ngập mặn (đất mặn thường xuyên): Đất có thành phần

cơ giới là sét hoặc sét pha cát Tính chất nổi bậc của loại đất này là nồng độ muối cao; pH(H2O) > 7; Cl- hoà tan: 0,65 - 0,79%; EC: 11 - 12 mms/cm + Đất mặn nhiều (đất mặn nặng mùa khô): Đất có thành phần cơ giới nặng (sét đến thịt nặng) Đất trung tính, tương đối giàu mùn, đạm, nghèo lân: pH(H2O) từ 6,7 - 7,3; OM từ 2,12 - 4,9%; N: 0,11 - 0,21; P2O5: 0,03 - 0,08

Độ mặn cao vào mùa khô Cl-: 0,22 - 0,53%; EC: 5 - 9 mms/cm, hàm lượng Mg++ cao hơn hẳn Ca++

+ Đất mặn trung bình và đất mặn ít (đất mặn theo mùa): Đất có thành phần cơ giới nặng (sét đến thịt nặng) Đất trung tính, tương đối giàu mùn, đạm, nghèo lân: pH(H2O): 5,3 - 6,8; OM: 2,12 - 3,0%; N: 0,11 - 0,21%; P2O5: 0,03 - 0,08%

Độ mặn không cao vào mùa khô: Cl-: 0,09 - 0,14%; EC: 3,3 - 5,5 mms/cm

3.1.1.3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn

Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt:

 Mùa mưa từ tháng 5 đến thàng 11, lượng mưa tập trung nhiều nhất vào tháng 7, 8, 9

 Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

 Nhiệt độ bình quân 27,70C, nhiệt độ cao nhất là 29,30C xảy ra vào tháng

4, nhiệt độ thấp nhất là 25,30C xảy ra vào tháng 1

 Lượng mưa bình quân 2.241mm, lượng mưa cao nhất vào tháng 4 là 306,3

3.1.2 Hiện trạng đất đai và tài nguyên rừng

 Diện tích đất khác trong lâm nghiệp: 470,24 ha

Chi tiết diện tích loại đất, loại rừng đƣợc thể hiện theo Bảng 3.1

3.1.2.2 Hiện trạng tài nguyên rừng

Tài nguyên rừng chủ yếu tập trung là hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển

Bờ biển Kiên Giang có tổng chiều dài khoảng 208 km chạy dài từ biên giới Campuchia đến giáp ranh giới tỉnh Cà Mau Đoạn An Biên - An Minh dài khoảng 58 km Hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển là nơi phân bố chủ yếu các loài cây: Đước, Mắm, Cóc, Giá, Vẹt, Dừa nước… trong đó, cây Đước và cây Mắm giữ vai trò tiên phong trong việc lấn biển mở rộng đất đai Lượng phù sa mang theo từ sông bồi lắng các bãi bồi lấn dần về phía Tây, có nơi đạt đến 40 m/năm

Với vai trò to lớn của rừng ngập mặn ven biển nên rừng ven biển được xác định là rừng phòng hộ rất xung yếu (đai rừng chính) và xung yếu (đai rừng phụ) Với loại rừng này, tỉnh chủ trương không cho khai thác trắng, chỉ cho tỉa thưa theo định kỳ để mở rộng tán rừng, nâng cao chất lượng rừng và khuyến khích việc nuôi trồng thuỷ sản dưới tán rừng nhưng không làm ảnh đến tình hình sinh trưởng và phát triển của rừng

3.2 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu

ra từ thân ở chiều cao 0,5 đến 1,5 m (kể từ mặt đất) giữ rất chặt thân cây khi có gió bão Đây là một trong những đặc điểm được xem là ưu thế nhất của các loài cây ở rừng ven biển

- Lá đơn mọc đối, màu xanh đậm, dầy, mặt trên láng hơn mặt dưới, gân chính màu đỏ tím nổi rõ ở mặt dưới, dài 10 – 16 cm, rộng 2,5 – 6 cm, đầu nhọn, gốc hình nêm, cuốn lá thô dẹt dài 1 – 3 cm, tạo thành lá có hình ngọn giáo hoặc trái xoan, khi còn non có lá kèm màu hồng hơi đỏ

- Cụm hoa sim có hai hoa, hoa màu vàng không cuốn, đài hợp xẻ thành

4 thùy hình tam giác dài có màu nâu vàng hoặc hơi đỏ Cánh tràng 4, mỏng, mép nguyên, không có lông Nhị đực 8 – 12 chiếc, chỉ nhị rất ngắn, bao phấn dài Bầu 4 ô, mỗi ô 2 noãn, đầu nhụy chẻ thùy 2 Cây Đước thường cho ra hoa

và trái quanh năm, nhưng hoa ra nhiều nhất tập trung vào tháng 4 và 5, quả chín tập trung vào tháng 9 – 10 Trái nảy mầm khi còn dính trên cây mẹ, khi rụng xuống gặp điều kiện thuận lợi thì ra rễ và mọc lá rất nhanh

- Quả dài 20 – 30 cm, đường kính từ 1 – 2 cm có màu xanh đậm hơi nâu, đầu dính cuốn hơi nhỏ hơn phía dưới, khi chín tự rụng trái và phát tán rộng trong môi trường nước Đây là đặc điểm thể hiện sự tái sinh tự nhiên rất mạnh của cây đước