Xác định trữ lượng các bon của rừng đước đôi (rhizophora apiculata blume) trồng tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn cần giờ thành phố hồ chí minh

Thống kê diện tích rừng trồng theo cấp tuổi rừng 5 Bảng 1.1: Một số phương trình được sử dụng tính toán sinh khối cây rừng ngập mặn 16 Bảng 1.2: Một số phương trình ước lượng sinh khối

HUỲNH ĐỨC HOÀN

XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG CÁC BON CỦA RỪNG ĐƯỚC ĐÔI

(Rhizophora apiculata) TRỒNG TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN

RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ - THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

Hà Nội, Tháng 02/2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

======================

HUỲNH ĐỨC HOÀN

XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG CÁC BON CỦA RỪNG ĐƯỚC ĐÔI

(Rhizophora apiculata) TRỒNG TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN

RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ - THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành đào tạo: Điều tra và quy hoạch rừng

Mã số: 9.62.02.08

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

PGS.TS VIÊN NGỌC NAM

Hà Nội, Tháng 02/2019

TÓM TẮT

Luận án “Xác định trữ lượng các bon của rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata

Blume) trồng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ - Thành phố Hồ ChíMinh” được thực hiện từ năm 2016 đến năm 2018 Mục tiêu của luận án góp phần cho

cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và quản lý bền vững hệ sinh thái

rừng ngập mặn Đồng thời làm cơ sở cho việc triển khai thực hiện chính sách chi trảdịch vụ môi trường rừng ở Việt Nam theo Nghị định 156/2018/NĐ-CP ngày 16 tháng

11 năm 2018 của Chính phủ về Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Lâmnghiệp Số liệu thu thập từ 150 ô tiêu chuẩn mỗi ô có diện tích 500 m2 (25 m x 20 m)

và chặt hạ 42 cây có cỡ đường kính thân cây (D1,3 m) từ nhỏ đến lớn để cân tính sinhkhối và phân tích các bon Kết quả nghiên cứu như sau:

Hệ số chuyển đổi từ sinh khối khô qua các bon là 0,45

Dạng phương trình Y = a*Xb thể hiện tốt mối tương quan giữa các nhân tốsinh khối, các bon và đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m

Tổng sinh khối khô trung bình của quần thể Đước đôi trong rừng ngập mặnCần Giờ là 344,62 ± 106,38 tấn/ha biến động từ 140,33 đến 643,72 tấn/ha Quần thểĐước đôi ở cấp tuổi VII (tuổi từ 33 – 37) có tổng sinh khối khôi trung bình cao nhấtvới giá trị là 430,64 ± 88,63 tấn/ha biến động từ 266,49 đến 643,72 tấn/ha Quần thểĐước đôi ở cấp tuổi V (tuổi từ 23 – 27) có tổng sinh khối khô thấp nhất là 304,50tấn/ha, biến động từ 140,33 đến 541,68 tấn/ha Tổng sinh khối của quần thể Đướcđôi trồng tại Khu Dự trữ Sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ đạt hơn 6,35 triệu tấn

Tổng trữ lượng các bon trung bình của quần thể Đước đôi trong Rừng ngậpmặn Cần Giờ là 151,99 ± 46,14 tấn C/ha Quần thể cấp tuổi VIII (tuổi từ 38 – 42) cótrữ lượng các bon tích lũy là 161,05 ± 40,46 tấn C/ha; cấp tuổi VII (tuổi từ 33 – 37)tích lũy là 189,07 ± 38,78 tấn C/ha; cấp tuổi VI (tuổi từ 28 – 32) tích lũy là 136,72 ±46,08 tấn C/ha; cấp tuổi V (tuổi từ 23 – 27) tích lũy là 134,81 ± 42,34 tấn C/ha; cấptuổi IV (tuổi từ 18 – 22) tích lũy là 138,34 ± 40,45 tấn C/ha

Khả năng hấp thụ CO2 của rừng Đước đôi biến động trung bình từ 494,75 –693,85 tấn CO2/ha

Rhizophora apiculata Blume plantation forest.

The research results could be summarized with some main contents as follows: The allometric equation Y = a*Xb demonstrates the relationship betweenbiomass, carbon accumulation and trunk diameter

The conversion coefficient from dry biomass to carbon is 0.45

The average dry biomass of the Rhizophora apiculata population in Can Gio

mangrove forest is 344.62 ± 106.38 tons/ha, ranging from 140.33 to 643.72 tons/ha.The population at the age of VII years (age 33-37) had the highest average biomasswith the values of 430.64 ± 88.63 tons / ha ranging from 266.49 to 643.72 tons / ha.The population at the age of V (aged 23-27) had the lowest dry biomass of 304.50tons / ha, ranging from 140.33 to 541.68 tons / ha The total biomass of the doublemangrove population in Can Gio mangrove forest reserve is estimated at over 6.35million tons

The average carbon stock in the Can Gio mangrove forest is 151.99 ± 46.14tonnes C/ha Forest stand aged class VII (ages 38-42) with accumulated carbonstocks of 161.05 ± 40.46 tons C/ha; at the age class VII (aged 33-37) theaccumulation was 189.07 ± 38.78 tons C/ha; at the age class VI (aged 28 - 32), theaccumulation was 136.72 ± 46.08 tons C/ha; at the age class V (aged 23 - 27) theaccumulation was 134.81 ± 42.34 tones C/ha; at the age class IV (aged 18 - 22) theaccumulation was 138.34 ± 40.45 tons C/ha The result will be a reference forcalculating payments for forest environmental services in future

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kếtquả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ côngtrình nào khác

Tác giả

Huỳnh Đức Hoàn

LỜI CẢM ƠN

Luận án này được thực hiện và hoàn thành theo Chương trình đào tạo Tiến

sĩ của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Để hoàn thành luận án này, Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Viên Ngọc Nam đã tận tình hướng dẫn, giúp

đỡ cho tác giả trong quá trình tổ chức thực hiện và hoàn thành luận án

Xin được trân trọng cảm ơn GS.TS Võ Đại Hải, TS Vũ Tấn Phương (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình hoàn thành Luận án.

Cũng nhân dịp này, xin được cám ơn các Cán bộ thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam và Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ đã giúp đỡ, tạo điều kiện

hỗ trợ trong quá trình xử lý, phân tích số liệu thực hiện luận án.

Xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo và tập thể Phòng Quản lý Phát triển tài nguyên thuộc Ban Quản lý Rừng phòng hộ huyện Cần Giờ đã động viên, giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành luận án

Cuối cùng xin cảm ơn gia đình đã luôn đồng hành, động viên và chia sẻ

những khó khăn cùng tôi trong quá trình hoàn thành luận án này

Tác giả luận án

Huỳnh Đức Hoàn

1.1.3 Nghiên cứu xây dựng các mô hình dự báo về sinh khối và các bon 15

1.2.3 Nghiên cứu xây dựng các mô hình dự báo về sinh khối và các bon 251.3 Nhận xét, đánh giá về các phương pháp nghiên cứu sinh khối, các bon

và định hướng nghiên cứu của luận án

27

1.3.1 Phương pháp xác định, điều tra sinh khối cây rừng 27 1.3.2 Phương pháp xác định, điều tra trữ lượng các bon 28

Chương 2: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU

VỰC NGHIÊN CỨU

33

2.4.4 Thổ nhưỡng 46

3.1 Đặc điểm lâm học quần thể rừng trồng Đước đôi 50 3.1.1 Các đặc trưng thống kê của rừng trồng Đước đôi 50 3.1.2 Phân bố số cây theo đường kính (N/D1,3) 50 3.1.3 Tương quan giữa chiều cao (Hvn) và đường kính (D1,3) 52 3.1.4 Tương quan giữa thể tích cây Đước đôi với chiều cao và đường kính 53

3.2.3 Sinh khối rừng Đước đôi tại Rừng ngập mặn Cần Giờ 863.3 Tích lũy các bon của cây cá thể và quần thể Đước đôi 87 3.3.1 Hàm lượng các bon trong sinh khối các bộ phận (%) 87 3.3.2 Mô hình tương quan giữa lượng các bon tích lũy với nhân tố

đường kính D1,3 và chiều cao Hvn

89

3.3.3 Ước lượng tích lũy các bon thông qua nhân tố thể tích cây rừng 96 3.3.4 Trữ lượng các bon của quần thể Đước đôi 993.4 Lập bảng tra sinh khối khô, lượng tích lũy các bon và lượng CO2 hấp

thụ của loài Đước đôi

108

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

a, b, c Các tham số của phương trình

AGB Above - ground Biomass (Sinh khối trên mặt đất)

BGB Below - ground Biomass (Sinh khối dưới mặt đất)

Cca Các bon cành (kg, tấn/ha)

CDM Clean Development Mechanism - Cơ chế phát triển sạch

Cla Các bon lá (kg, tấn/ha)

CO2 Các bon Dioxide - Các bonic

Cth Các bon thân (kg, tấn/ha)

D1,3 Đường kính tại vị trí 1,3 m (cm)

DBH Diameter at breast height (Đường kính ngang ngực)

EU European Union - Liên minh Châu Âu

FAO Food and Agriculture Organization - Tổ chức nông lương thế giớiGBH Ground at breast height (Tiết diện ngang ngực)

GEF Global Environment Facility – Quỹ môi trường toàn cầu

GIS Geographical Information System - Hệ thống thông tin địa lý GPS Global Position System - Hệ thống định vị toàn cầu

Hvn Chiều cao vút ngọn (mét)

JI Joint Implementation (Cơ chế đồng thực hiện)

IPPC Intergovernmental Panel on Climate Change - Ban liên Chính

phủ về biến đổi khí hậu

LULUCF Land use, land use change and forestry - Sử dụng đất, thay đổi sử

dụng đất và lâm nghiệp

M Trữ lượng cây rừng, quần thể rừng (m3, m3/ha)

MAE Sai số tuyệt đối trung bình

R, R2 Hệ số tương quan, hệ số xác định (%)

REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation

-Giảm phát thải do phá rừng và thoái hóa rừng

SEE Sai số ước lượng tiêu chuẩn

SSR Tổng số dư bình phương

tn, lt Giá trị thực nghiệm, giá trị lý thuyết

TAGB Total Aboveground Biomass (Tổng sinh khối trên mặt đất)UNDP United Nation Development Programme – Chương trình Phát

triển liên hiệp quốcUNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization

(Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc)UNFCCC United Nations Frame Convention on Climate Change - Công

ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu

V Thể tích thể tích thân cây (m3)

Wct, Wck Sinh khối cành tươi, sinh khối cành khô cây cá thể (kg, tấn/ha)

Wlat, Wlak Sinh khối lá tươi, sinh khối lá khô cây cá thể (kg, tấn/ha)

Wlatqt, Wlakqt Sinh khối lá tươi, sinh khối lá khô quần thể (kg, tấn/ha)

Wretdmd, Wrekdmd Sinh khối rễ tươi, sinh khối rễ khô dưới mặt đất của cây cá thể

Wtht, Wthk Sinh khối thân tươi, sinh khối thân khô cây cá thể (kg, tấn/ha)

Wtt, Wtk Tổng sinh khối tươi, tổng sinh khối khô cây cá thể (kg, tấn/ha)

WB World Bank (Ngân hàng thế giới)

WD Wood density (Tỷ trọng gỗ, g/cm3)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 1 Thống kê diện tích rừng trồng theo cấp tuổi rừng 5

Bảng 1.1: Một số phương trình được sử dụng tính toán sinh khối cây rừng

ngập mặn

16

Bảng 1.2: Một số phương trình ước lượng sinh khối cây rừng ngập mặn Cần Giờ 26

Bảng 1.3: Một số phương trình ước lượng trữ lượng các bon và hấp thụ CO2

của các loài cây rừng ngập mặn Cần Giờ

26

Bảng 2.1 Các dạng phương trình tương quan tổng quát được sử dụng 42

Bảng 3.1: Các đặc trưng thống kê của một số chỉ tiêu điều tra trong các ô tiêu

chuẩn

50

Bảng 3.2: Các phương trình tương quan giữa chiều cao Hvn và đường kính D1,3 51

Bảng 3.3: Các phương trình giữa V (m3) với chiều cao Hvn và đường kính

D1,3

53

Bảng 3.4 Kết cấu sinh khối tươi của cây cá thể loài Đước đôi 54

Bảng 3.5 Kết cấu sinh khối khô của cây cá thể loài Đước đôi 56

Bảng 3.6 Tỉ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi trung bình theo cấp tuổi 59

Bảng 3.7 Tỉ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi trung bình theo cấp kính 60

Bảng 3.8: Phương trình tương quan giữa tổng sinh khối khô với đường kính

D1,3 và chiều cao Hvn của cây Đước đôi

61

Bảng 3.9: Phương trình tương quan giữa tổng sinh khối khô trên mặt đất với

đường kính D1,3 và chiều cao Hvn của cây Đước đôi

62

Bảng 3.10: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô thân với đường kính

D1,3 và chiều cao Hvn của cây Đước đôi

63

Bảng 3.11: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô cành với đường kính

D1,3 và chiều cao Hvn của cây Đước đôi

60

Bảng 3.12: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô lá với đường kính

D1,3 và Hvn của cây Đước đôi

64

Bảng 3.13: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô rễ trên mặt đất với

đường kính D1,3 và chiều cao Hvn của cây Đước đôi

65

Bảng 3.14: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô rễ dưới mặt đất với

đường kính D1,3 và chiều cao Hvn của cây Đước đôi

Bảng 3.17: Kiểm tra sai số tương đối phương trình sinh khối khô cá thể

Đước đôi

68

Bảng 3.18: So sánh các phương trình sinh khối của loài Đước đôi từ nhiều nguồn 69

Bảng 3.19: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô của các bộ phận với

đường kính D1,3 và chiều cao Hvn

71

Bảng 3.20: Phương trình sinh khối khô của các bộ phận cây với đường kính

D1,3 và chiều cao Hvn dạng chính tắc

72

Bảng 3.21: Kết cấu sinh khối tươi trong quần thể Đước đôi 72

Bảng 3.22: Sinh khối rễ ở các hệ sinh thái rừng ngập mặn trên thế giới 75

Bảng 3.23: Kết cấu sinh khô khô trong quần thể Đước đôi 77

Bảng 3.24: Phương trình tương quan giữa tổng sinh khối và trữ lượng M

của quần thể Đước đôi

81

Bảng 3.25: Phương trình tương quan giữa tổng sinh khối trên mặt đất và trữ

lượng M của quần thể Đước đôi

82

Bảng 3.26: Phương trình tương quan giữa sinh khối dưới mặt đất và trữ

lượng M của quần thể Đước đôi

82

Bảng 3.27: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô quần thể với trữ

lượng rừng dưới dạng phương trình lnY = a + b*lnX

83

Bảng 3.28: Phương trình tương quan sinh khối khô quần thể với trữ lượng

rừng dạng chính tắc

83

Bảng 3.29: Phương trình tương quan giữa sinh khối tươi trên mặt đất và dưới

mặt đất trong quần thể Đước đôi

84

Bảng 3.30: Phương trình tương quan giữa sinh khối khô dưới mặt đất và tổng

lượng sinh khối trên đất trong quần thể Đước đôi

84

Bảng 3.31: Tổng hợp các phương trình tương quan giữa sinh khối trên mặt

đất và dưới mặt đất trong quần thể Đước đôi

85

Bảng 3.32: Phương trình tương quan giữa sinh khối trên mặt đất và dưới mặt

đất trong quần thể Đước đôi dạng chính tắc

Bảng 3.36: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon của cây cá

thể với đường kính D1,3 và chiều cao Hvn

89

Bảng 3.37: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon thân với

đường kính D1,3 và chiều cao Hvn của cây Đước đôi

90

Bảng 3.38: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon cành với

nhân tố đường kính đường kính D1,3 và chiều cao Hvn

91

Bảng 3.39: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon lá với

nhân tố đường kính đường kính D1,3 và chiều cao Hvn

92

Bảng 3.40: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon rễ trên mặt

đất với D1,3 của cây Đước đôi

93

Bảng 3.41: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon rễ dưới

mặt đất với D1,3 của cây Đước đôi

94

Bảng 3.42: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon với đường

kính D1,3 của các bộ phận cá thể cây Đước đôi dạng chính tắc

96

Bảng 3.43: Kiểm tra sai số tương đối phương trình tích lũy các bon của cá thể

Đước đôi

96

Bảng 3.44: Phương trình tương quan giữa tổng lượng tích lũy các bon và

thể tích (Vm3) cây cá thể được lựa chọn

97

Bảng 3.45: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon của thân

cây và thể tích (Vm3) cây cá thể được lựa chọn

97

Bảng 3.46: Phương trình tương quan giữa lượng tích lũy các bon của rễ

dưới mặt đất và thể tích (Vm3) cây cá thể được lựa chọn

98

Bảng 3.47: Tổng hợp các phương trình tương quan giữa các bon và thể tích

(Vm3) cây cá thể được lựa chọn

99

Bảng 3.48 Kết cấu trữ lượng các bon trong quần thể Đước đôi 99

Bảng 3.49: Trữ lượng các bon dưới mặt đất của quần thể Đước đôi 102

Bảng 3.50: Trữ lượng các bon ở các cấp kính trong quần thể Đước đôi 105

Bảng 3.51: Tổng trữ lượng các bon của quần thể Đước đôi 106

Bảng 3.52: Ước lượng hấp thụ CO2 của quần thể Đước đôi 107

Bảng 3.53: Ước lượng giá trị hấp thụ CO2 của 01 ha rừng Đước đôi 107

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang Hình 1.1: Sơ đồ hình dạng và kích thước các ô đo đếm liên kết 11

Hình 1.2: Sơ đồ thiết kế tuyến điều tra sinh khối các bon trên và

dưới mặt đất

12

Hình 1.3: Sơ đồ thiết lập ô điều tra trong nghiên cứu của Valery Noiha 14

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu lượng tích lũy các bon tại Cần Giờ 34

Hình 2.2: Mẫu dụng cụ khoan đất và vị trí tầng đất lấy mẫu 38

Hình 2.3: Bản đồ vị trí ô điều tra và hiện trạng rừng ngập mặn Cần Giờ 43

Hình 3.1: Phân bố N/D tại các ô đo đếm trong khu vực nghiên cứu 51

Hình 3.2: Đồ thị phương trình tương quan giữa đường kính D1,3 và chiều

cao Hvn

53

Hình 3.3: Tỉ lệ % sinh khối tươi các bộ phận của cây Đước đôi 56

Hình 3.4: Tỉ lệ % sinh khối khô của các bộ phận của cây Đước đôi 58

Hình 3.5: Đồ thị sinh khối khô của các bộ phận cây Đước đôi với đường

kính D1,3

69

Hình 3.6: Đồ thị so sánh các phương trình tương quan của sinh khối khô

của loài Đước đôi từ một số tác giả trên thế giới

70

Hình 3.7: Tỉ lệ % sinh khối tươi của các bộ phận trong quần thể Đước đôi 74

Hình 3.8: Tổng sinh khối tươi quần thể Đước đôi theo cấp tuổi 75

Hình 3.9: Trữ lượng sinh khối tươi theo cấp đường kính trong quần thể

Đước đôi

77

Hình 3.10: Tỉ lệ % sinh khối khô các bộ phận của quần thể Đước đôi 78

Hình 3.11: Tổng sinh khối khô của quần thể Đước đôi theo cấp tuổi 79

Hình 3.12: Trữ lượng sinh khối khô theo cấp đường kính trong quần thể

Đước đôi

80

Hình 3.13: Đồ thị phương trình tương quan giữa Ctong và D1,3 90

Hình 3.14 Đồ thị phương trình tương quan giữa Cthan và D1,3 91

Hình 3.15 Đồ thị phương trình tương quan giữa Ccanh và D1,3 92

Hình 3.16 Đồ thị phương trình tương quan giữa Cla và D1,3 93

Hình 3.17 Đồ thị phương trình tương quan giữa Cretmd và D1,3 94

Hình 3.18 Đồ thị phương trình tương quan giữa Credmd và D1,3 95

Hình 3.19: Tỉ lệ % lượng các bon theo các bộ phận của quần thể Đước đôi 100

Hình 3.20: Trữ lượng các bon trên mặt đất trong quần thể Đước đôi 102

Hình 3.21: Trữ lượng các bon trên và dưới mặt đất của quần thể Đước đôi 103

Hình 3.22: Trữ lượng các bon theo các bộ phận của quần thể Đước đôi 104

Hình 3.23: Bảng tra sinh khối khô, lượng tích lũy các bon và lượng CO2

hấp thụ của quần thể Đước đôi trên phầm mềm Excel

109

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Biến đổi khí hậu là hệ quả của nhiệt độ trái đất đang nóng dần, tác động xấuđến sức khỏe và những hoạt động sống của con người, làm thay đổi những chứcnăng và vai trò to lớn của các hệ sinh thái, những biểu hiện như nước biển dâng,bão, lũ lụt…Mục tiêu cơ bản của Liên Hợp Quốc là ổn định nồng độ khí nhà kínhtrong khí quyển ở mức không gây ra những biến đổi lớn về khí hậu và các hệ sinhthái trên trái đất (IPCC, 2000) [60] Nghị định thư Kyoto (1997) [90] đã đề nghị cácnước công nghiệp phát triển cắt giảm sự phát thải khí nhà kính vào không khí Tất

cả các nước thành viên đã ký Nghị định thư Kyoto phải có trách nhiệm đánh giáchính xác sinh khối và dự trữ các bon của rừng, báo cáo chính xác về sự thay đổitổng sinh khối và dự trữ các bon trong các hệ sinh thái rừng của nước mình Nhữngthay đổi này có liên quan đến mất rừng do chuyển rừng thành các mục đích khác,cháy rừng và những hoạt động như khai thác rừng, suy thoái rừng Việt Nam đã phêchuẩn tham gia UNFCCC vào ngày 16 tháng 11 năm 1994 và Nghị định thư Kyotongày 25 tháng 09 năm 2006

Hệ sinh thái rừng đóng vai trò quan trọng trong chu trình các bon trên tráiđất Hàng năm, thảm thực vật rừng hấp thu một lượng rất lớn dioxit các bon khoảng80% các bon trên mặt đất và khoảng 40% dưới mặt đất so với tổng trữ lượng cácbon hữu cơ trên trái đất (IPCC, 2000) [60] Trong quá trình sinh trưởng, rừng hấpthụ CO2 từ không khí thông qua quang hợp và cố định trong sinh khối Đây là vaitrò quan trọng của rừng trong chu trình các bon trên trái đất đã được xác nhận tạiNghị định thư Kyoto năm 1997 IPCC (2000) đã báo cáo sinh khối và trữ lượng cácbon dự trữ trong các hệ sinh thái rừng toàn cầu và từng Châu lục khác nhau

Theo IPCC (2007) [61], các hệ sinh thái trên trái đất có 5 bể các bon baogồm sinh khối trên mặt đất, sinh khối dưới mặt đất, vật rụng, xác chết của thực vật

và vật chất hữu cơ trong những lớp đất Cả 5 bể các bon này đều có mối liên hệ trựctiếp với quá trình quang hợp của thực vật Bể các bon trên mặt đất được hình thành

chủ yếu bởi sinh khối trên mặt đất của cây gỗ Những thay đổi của bể các bon trênmặt đất có những ảnh hưởng lan truyền đến chu trình các bon xảy ra giữa hệ sinhthái rừng và không khí Vì thế, ước lượng chính xác trữ lượng các bon của rừng làmột vấn đề quan trọng để đánh giá quy mô trao đổi các bon giữa rừng và không khí,những thay đổi trong trương lai của các bể các bon trên trái đất (Houghton và ctv,2001) [54].

Sau khi thí điểm thành công chi trả dịch vụ môi trường rừng tại hai tỉnh Sơn

La và Lâm Đồng trong giai đoạn từ năm 2008 đến 2010, Chính phủ đã ban hànhNghị định số 99/2010/NĐ-CP ngày 24/9/2010 về chính sách chi trả dịch vụ môitrường rừng để triển khai áp dụng thống nhất trên phạm vi cả nước từ ngày01/01/2011 Đây là một chính sách kinh tế mới trong Lâm nghiệp được thiết lập ởtầm quy mô quốc gia, được các cấp, các ngành và người dân địa phương hưởngứng, ủng hộ, mang lại lợi ích chung cho cộng đồng, tạo ra mối quan hệ chặt chẽgiữa các chủ rừng trong vai trò là cung ứng dịch vụ với các tổ chức, cá nhân sảnxuất, kinh doanh hưởng lợi từ môi trường rừng Chính sách chi trả dịch vụ môitrường rừng đã góp phần quản lý và bảo vệ hiệu quả 5.875 triệu ha rừng, góp phầnxóa đói giảm nghèo và thúc đẩy xã hội hóa nghề rừng (Phạm Hồng Lượng, 2018)[17] Trong thời gian tiếp theo, nguồn thu từ dịch vụ môi trường rừng sẽ tiếp tụctăng lên và cơ cấu sẽ đa dạng hơn, việc thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừngđược quan tâm thực hiện và vận hành chi tiết hơn theo Nghị định số 156/2018/NĐ-

CP ngày 16/11/2018 của Chính phủ về Quy định chi tiết thi hành một số điều củaLuật Lâm Nghiệp có hiệu lực kể từ ngày 01/01/2019

Rừng ngập mặn Cần Giờ là một trong những khu rừng ngập mặn của thếgiới, là Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn được UNESCO công nhận vào năm

2001 và được công nhận đầu tiên ở Việt Nam Vị trí khu rừng nằm phía Đông Namcủa thành phố Hồ Chí Minh và tiếp giáp 4 tỉnh Đồng Nai, Vũng Tàu, Tiền Giang vàLong An, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu hậu quả của biến đổi khíhậu, điều hòa khí hậu, giảm ô nhiễm khu vực, chắn sóng và ngăn bão Ngoài ra,rừng ngập mặn Cần Giờ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế cho các vùng giáp

ranh từ việc đánh bắt thủy sản và các nguồn tài nguyên ngoài gỗ

Với những giá trị quan trọng của hệ sinh thái của rừng ngập mặn Cần Giờ,trong thời gian qua đã có các công trình nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực khác nhau,nhằm đề xuất và xây dựng các dự án bảo vệ và phát triển hệ sinh thái rừng ngậpmặn Cần Giờ Những công trình, đề tài nghiên cứu về trữ lượng các bon của rừngtại đây đã được triển khai Tuy nhiên, việc nghiên cứu về trữ lượng các bon củarừng trồng Đước đôi tại rừng ngập mặn Cần Giờ của nhiều các công trình, đề tàichưa được đầy đủ, hầu hết chỉ tập trung nghiên cứu sinh khối rừng trên mặt đất,chưa có công trình nghiên cứu dưới mặt đất Vì vậy, luận án nghiên cứu sinh “Xác

định trữ lượng các bon của rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata Blume) trồng tại

Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ - Thành phố Hồ Chí Minh” sẽnghiên cứu xác định trữ lượng các bon và xây dựng mô hình toán để tính trữ lượngcác bon trên và dưới mặt đất của rừng Đước trồng, làm cơ sở giám sát, đề xuất cácgiải pháp, nhằm bảo vệ, quản lý bền vững hệ sinh thái rừng ngập mặn Cần Giờtrong tương lai

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Mục tiêu lý luận

Xây dựng các cơ sở khoa học để đề xuất những giải pháp nhằm quản lý bền

vững hệ sinh thái rừng ngập mặn tại huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh Đồngthời làm cơ sở cho việc áp dụng mức chi trả dịch vụ môi trường rừng theo Nghịđịnh 156/2018/NĐ-CP ngày 16 tháng 11 năm 2018 của Chính phủ về Quy định chitiết thi hành một số điều của Luật Lâm nghiệp

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Về mặt khoa học

Góp phần làm sáng tỏ vai trò và xác định trữ lượng sinh khối và dự trữ các boncủa rừng Đước đôi trồng tại Khu Dự trữ sinh quyển Cần Giờ theo phương pháp đánhgiá các bể các bon chủ yếu Qua đó, cung cấp cơ sở khoa học trong việc xác định giá trịdịch vụ môi trường rừng, góp phần nâng cao sự hiểu biết hơn về chu trình các bon;đồng thời là tài liệu tham khảo có lượng khoa học cao phục vụ cho công tác nghiên cứukhoa học, quản lý tài nguyên rừng

4 Những đóng góp mới của đề tài

- Xác định được trữ lượng các bon theo cấp tuổi và cấp đường kính của rừngĐước đôi trồng tại Khu Dự trữ Sinh quyển Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

- Xây dựng được các mô hình dự báo sinh khối và trữ lượng các bon rừng Đướcđôi trồng tại Khu Dự trữ Sinh quyển Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

5 Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận án là rừng trồng Đước đôi (Rhizophora apiculata Blume) thuần loài từ 18 – 40 tuổi tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập

mặn Cần Giờ - thành phố Hồ Chí Minh Những diện tích này được chia thành cáccấp tuổi rừng từ IV đến VIII, mỗi cấp tuổi có khoảng cách thời gian trồng rừng là 5năm Các cấp tuổi rừng Đước đôi trồng từ cấp I đến cấp III không có diện tích, vìsau năm 2001 không còn trồng Đước đôi trong Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngậpmặn Cần Giờ

Tuổi rừng Đước trồng ở rừng ngập mặn Cần Giờ được thống kê như sau:

Bảng 1 Thống kê diện tích rừng trồng theo cấp tuổi rừng Cấp tuổi rừng Đước trồng Năm trồng Diện tích (ha)

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

Về không gian: Nghiên cứu được xác định giới hạn trong phạm vi ranh giới

Rừng phòng hộ huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

Về đối tượng nghiên cứu: Luận án không nghiên cứu trữ lượng các bon đối

với vật rụng (cành, hoa, quả, lá) của cây rừng, cây chết đứng và nằm, và cây cỏ, câybụi trong quần thụ Đước đôi

6 Kết cấu của luận án

Phần chính của luận án dài 112 trang và có kết cấu như sau:

- Mở đầu: 5 trang

- Chương 1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu: 27 trang

- Chương 2 Nội dung, phương pháp nghiên cứu và đặc điểm khu vực nghiêncứu: 17 trang

- Chương 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận: 60 trang

- Kết luận, Tồn tại và Kiến nghị: 3 trang

Ngoài các nội dung như: Tóm tắt; Lời cam đoan; Lời cảm ơn, Mục lục, Danhmục bảng biểu, Hình ảnh, Danh mục các từ viết tắt; Danh mục các công trình đãcông bố; Tài liệu tham khảo và Phụ lục

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về sinh khối

Trong lâm nghiệp, nghiên cứu sinh khối của rừng được rất nhiều nhà khoa họctrên thế giới quan tâm Từ thập niên 1980 đến nay, nhiều nhà khoa học như Satoo

(1982) [83], Kauppi và ctv (1992) [65], Brown và ctv (1997) [39], Houghton và ctv

(2001) [54], Jalkanen và ctv (2005) [57], Chunjiang Liu (2009) [44] đã tập trungnghiên cứu sinh khối và những yếu tố ảnh hưởng đến sinh khối của rừng

Theo Houghton và ctv (2001) [54], sinh khối của rừng có thể được xác định

từ ba nguồn số liệu: (1) Nguồn thứ nhất là số liệu điều tra rừng quốc gia; (2) Nguồnthứ hai là số liệu điều tra sinh khối trực tiếp trên những ô mẫu bằng phương phápcân đo; (3) Nguồn thứ ba là số liệu điều tra sinh khối trực tiếp trên những ô mẫuphối hợp với phương pháp viễn thám Ravindranath và ctv (2005) [80] lại cho rằng,sinh khối và dự trữ các bon của rừng có thể được xác định bằng ba phương phápkhác nhau – đó là phương pháp đo đếm trực tiếp ở rừng, phương pháp viễn thám vàphương pháp GIS

Các công trình nghiên cứu về sinh khối trên mặt đất

Aksornkoae S (1982, 1987) [31], [33] đã tìm thấy sinh khối rừng Đước đôi

(Rhizophora apiculata) trồng ở tuổi 6, 10 và 15 là 50,00 tấn/ha; 103,13 tấn/ha và

206,25 tấn/ha tại Chanthaburi, Thái lan Sinh khối rừng ngập mặn tự nhiên của cácloài: Đước, Vẹt, Xu Trong đó, sinh khối rừng Đước cao nhất là 710,9 tấn/ha, tiếpđến Vẹt là 243,75 tấn/ha và thấp nhất là Xu chỉ có 20,1 tấn/ha tại Thái Lan

Ở Malaysia có Ong, J E và ctv (1984) [74] đã ghi nhận sinh khối rừng Đước

đôi (Rhizophora apiculata) trồng ở tuổi 5, 10 và 15 là 16,25 tấn/ha; 180 tấn/ha và

200 tấn/ha tại Matang

Trong kết quả nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng Đước ởrừng ngập mặn ở Phuket trên bờ biển Tây, Thái Lan, Christensen Bo (1997) [46] đã

ghi nhận tổng lượng sinh khối trên mặt đất ở rừng 15 tuổi là 159 tấn sinh khốikhô/ha Lượng tăng trưởng hàng năm tính cho toàn bộ thân, cành, lá và rễ ước tínhkhoảng 20 tấn/ha/năm Tổng năng suất sinh khối khô ước tính là 27 tấn/ha/năm.Ông cũng đã so sánh lượng vật rụng của rừng ngập mặn và rừng mưa nhiệt đới thìthấy lượng vật rụng hàng năm của rừng ngập mặn cao hơn so với rừng mưa nhiệtđới do rừng ngập mặn nhỏ tuổi hơn và sinh trưởng nhanh hơn.

Để ước tính sinh khối của cây rừng phần trên mặt đất cho một số kiểu rừngnhiệt đới, phương pháp chặt hạ cây và lập mô hình ước tính sinh khối, các bon rừng -còn gọi là mô hình sinh trắc (allometric equation) đã được thực hiện bởi Brown(1997-2000) [40;41], MacDicken (1997) [70]; Chave và ctv (2005) [42], Pearson(2005) [77], Basuki và ctv (2009) [37], Diez và ctv (2011) [47] Tuy nhiên số liệu câychặt hạ còn ít trên vùng nhiệt đới rộng lớn toàn cầu, chưa có dữ liệu đại diện cho rừngnhiệt đới Việt Nam và chưa được đánh giá sai số và độ tin cậy, do vậy chưa thể ứngdụng ở Việt Nam Với sự đa dạng của rừng nhiệt đới, phát triển mô hình cho từngloài cụ thể là không thực tế và các nhà nghiên cứu đã tập trung vào các mô hình đaloài với cỡ mẫu lớn hơn, ví dụ Brown và ctv (1997) [39] đã sử dụng 371 cây cóđường kính từ 5 - 148 cm, Chave và ctv (2005) [42] đã sử dụng 2.410 cây có đườngkính từ 5 – 150 cm Những mô hình này, có thể phải đối mặt với những hạn chế vàkhả năng sai lệch trong một số trường hợp với một hệ sinh thái Jara và ctv (2015)[56] và Chave và ctv (2014) [43] đã chỉ ra rằng, các phương trình chung cho vùngnhiệt đới có thể dẫn tới sai số hệ thống lên đến 400%; do vậy, các mô hình tại địaphương có thể thay thế tốt hơn và cung cấp độ tin cậy cao hơn so với phương trìnhchung Để nâng cao độ tin cây của mô hình sinh khối, Temesgen và ctv (2007, 2015)[87; 88] đề nghị phát triển ước lượng sinh khối toàn diện với sự tham gia của các biến

số trong lâm phần như: Mật độ, và thực hiện theo các quy mô không gian khác nhau

Michael và ctv (1999) [71] đã nghiên cứu sinh khối và năng suất trên mặt đấtcủa các quần thể rừng ngập mặn ở vườn Quốc gia Biscayne, Florida (Mỹ) với đối

tượng nghiên cứu chủ yếu gồm 3 loài: Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa

và Avicennia germinan Tác giả đã tiến hành lập 12 ô đo đếm với kích thước chiều

rộng là 0,5 m; chiều dài biến động từ 3 – 10 m, ô nhỏ nhất ở khu vực có mật độ caonhất Trong ô đo đếm các chỉ tiêu: Chiều cao cây (Hvn), độ tàn che, đường kínhthân cây tại vị trí 30 cm (D30) và 140 cm (D140) (cho thân cao hơn 40 cm và 150 cm).

Số liệu đo đếm sinh trưởng được tiến hành lập lại trong 2 năm 1996 và 1997 Việctính toán sinh khối được tính thông qua xây dựng phương trình tương quan giữa cácchỉ tiêu trên với thành phần sinh khối (thân, cành, lá) trên mặt đất của cây rừng.Phương trình được đề xuất có dạng chung: ln(thành phần sinh khối) = b0 +

b1*ln(biến độc lập)+ …+ bn*ln(biến độc lập thứ n) Trong đó biến độc lập: chiềucao cây, đường kính thân cây, độ tàn che

Akira, K và ctv (2000) [32] đã tính sinh khối loài Dà vôi (Ceriops tagal) ở

miền Nam Thái Lan có tổng sinh khối là 437,5 tấn/ha và tỷ lệ sinh khối trên mặt đất

và rễ 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 rễ dưới mặt đất là 87,51 tấn/ha

Theo Ong và ctv (2004) [75] đã nghiên cứu sinh khối của rừng Đước đôi

(Rhizophora apiculata Blume) ở rừng ngập mặn Matang, Perak, Malaysia Tác giả

đã chặt chọn 74 cây có chu vi thân cây tại vị trí 1,3 m dao động từ: 3,5 – 88 cm đểthu thập số liệu Qua nghiên cứu này cho thấy việc tính toán sinh khối của rừngđược tính gián tiếp bằng cách xây dựng phương trình tương quan giữa D1,3 với sinhkhối của các bộ phận cây rừng Phương trình được xây dựng có dạng: Y = a*Xb,trong đó: Y là sinh khối của bộ phận cây rừng; X là đường kính tại vị trí 1,3 m; a và

b là tham số của phương trình Cũng trong nghiên cứu này, tác giả đã xây dựngphương trình sinh khối dưới mặt đất với dung lượng mẫu là 11 cây cá thể

Komiyama và ctv (2005) [67] đã xây dựng các mô hình sinh trắc để ước lượngsinh khối của rừng ngập mặn Đề tài đã tiến hành chặt hạ và cân khối lượng tươi đối

với 104 cây cá thể của 10 loài cây ngập mặn (Rhizophora mucronata, R apiculata, Bruguiera gymnorrhiza, B cylindrica, Ceriops tagal, Avicennia alba, Sonneratia alba, Sonneratia caseolaris, Xylocarpus granatum và Xylocarpus moluccensis) trong

rừng nguyên sinh phân bố trên 5 khu vực ở Thái Lan và Indonesia Đề tài tiến hànhxây dựng các mô hình sinh trắc để ước lượng sinh khối trên mặt đất (Wtop) cho các

loài cây rừng ngập mặn theo chỉ số đường kính ngang ngực và tỷ trọng gỗ tương ứngvới các loài đã được xác định

Các công trình nghiên cứu về sinh khối dưới mặt đất

Sinh khối dưới mặt đất của lâm phần là khối lượng phần rễ sống của cây Rễcây chiếm một phần quan trọng trong tổng sinh khối lâm phần Theo Cairns và ctv(1997) [41], sinh khối của rễ cây trong rừng dao động từ khoảng 3,0 tấn/ha đến 206tấn/ha, tùy theo loại rừng Tuy nhiên, việc điều tra để xác định tổng lượng rễ câydưới mặt đất là công việc khó khăn, đòi hỏi phải tốn nhiều thời gian, công sức, (đặcbiệt là đối với các cây gỗ có kích thước lớn, rễ sâu, lan rộng và đối với rừng ngậpmặn rất khó xác định được rễ cây trong hố đào do luôn bị ngập nước)

Trong việc nghiên cứu lập mô hình sinh khối cho phần rễ cây rất hạn chế, do

đó chủ yếu sử dụng các hệ số chuyển đổi từ phần trên mặt đất ra phần dưới mặt đất

Hệ số chuyển đổi từ sinh khối trên mặt đất (AGB) sang sinh khối dưới mặt đất(BGB) của thực vật R (IPPC, 2006): BGB = R x AGB, hệ số R đối với rừng mưanhiệt đới là 0,37; đối với rừng nửa rụng lá ẩm nhiệt đới nếu AGB < 125 tấn/ha thì R

= 0,20 (biến động từ 0,09 - 0,25), với AGB ≥ 125 tấn/ha thì R = 0,24 (biến động0,22 - 0,33) Ngoài ra, Diez và ctv (2011) [48] cũng cho thấy tỷ lệ BGB/AGB rấtbiến động theo đường kính cây rừng Trong khi đó, theo MacDicken (1997) [70] thì

R = 0,20 (BGB = 20% x AGB)

Jaramillo và ctv (2003) [58] nghiên cứu về về sinh khối và lượng các boncủa rễ cây trong rừng mưa nhiệt đới thường xanh: thay đổi sang rừng thứ sinh vàchuyển đổi rừng thành đồng cỏ tại vùng Los Tuxtlas, Bang Veracruz, Mexico Cácmẫu được thu thập ở 3 hiện trạng sử dụng đất/độ che phủ: 03 hiện trạng rừngnguyên sinh thường xanh, rừng thứ sinh sau 8 năm, 20 năm và 30 năm bị tác động

và đồng cỏ gia súc tạo 3 năm trồng khác nhau (12 năm, 20 năm và 28 năm) cónguồn gốc từ rừng nguyên sinh Ở mỗi khu vực nghiên cứu thiết lập ô điều tra cókích thước 60 m x 50 m Lấy cạnh ô 60 m là đường cơ sở để vạch thêm các tuyến

50 m, mỗi tuyến cách nhau 15 m, tổng cộng có 5 tuyến Trên mỗi tuyến này thiếtlập ngẫu nhiên ô nhỏ có kích thước 2 m x 0,5 m để đào đất lấy mẫu rễ cây Mỗi

khu vực có 5 ô để lấy mẫu Rễ cây được thu thập ở độ sâu 10 - 20 cm, tại 20 cm và

từ 20 - 100 cm Trong 03 ô thu mẫu rễ trên đồng cỏ, tác giả chỉ thu mẫu ở độ sâu

80 cm do nền địa chất chủ yếu là đá Các mẫu rễ được rửa sạch và đem về phòngthí nghiệm để phân tích sinh khối (bằng phương pháp sấy khô các mẫu ở 70oC đếnkhi khối lượng không đổi) và phân tích lượng các bon (thông qua hệ thống phântích CM 5012, IUC, Inc.) Kết quả nghiên cứu đạt được: Tổng sinh khối rễ có độsâu 1 m biến động từ 19 - 27 tấn/ha ở rừng nguyên sinh, từ 5,5 - 22,5 tấn/ha ở rừngthứ sinh, và từ 3,1 - 5,4 tấn/ha ở các đồng cỏ Rễ ở độ sâu 0 – 40 cm chiếm 60 -76% tổng sinh khối trong rừng nguyên sinh, từ 77 - 93% trong rừng thứ sinh, 89 -96% trên các đồng cỏ Sinh khối rễ chiếm 4,7 - 6,2% tổng sinh khối ở rừng nguyênsinh, từ 6,8 - 8,8% ở rừng thứ sinh

Tamooth và ctv (2008) [86] nghiên cứu về sản lượng và phân bố rễ cây rừngngập mặn có hiện trạng rừng tự nhiên và rừng trồng tại vịnh Gazy, Kenya Đối

tượng nghiên cứu của đề tài gồm 3 loài: Đưng (Rhizophora mucronata Lamarck), Mắm biển (Avicennia marina (Forsk) Vierh) và Bần trắng (Sonneratia alba J.

Smith) Tác giả đã lập 2 ô đo đếm diện tích 100 m2 (10 m x 10 m) đối với mỗi cấptuổi của rừng trồng và 3 ô đối với rừng tự nhiên Trong mỗi ô chọn 4 cây ngẫunhiên đễ thu mẫu rễ, sau đó khoanh một vòng tròn quanh gốc cây và chia làm 3vùng (có góc 1200) Ở mỗi vùng lấy 3 phẫu diện (có chiều sâu 60 cm theo chiềuthẳng đứng, bán kính là 15,6 cm) tại các vị trí: gốc cây, giữa tán và mép tán cây.Như vậy, có 36 phẫu diện được lấy trong mỗi ô Ở mỗi phẫu diện chia thành 3 tầng:

0 – 20 cm; 20 – 40 cm; 40 – 60 cm Mẫu rễ thu thập được phân chia theo loại: rễtươi và rễ chết Đối với rễ tươi được phân chia các lớp đường kính: < 5 mm; 5 – 10mm; 10 – 20 mm; 20 – 30 mm; 30 – 40 mm và > 40 mm Tất cả các mẫu được rửasạch, cân trong lượng tươi tại chỗ và đem về sấy khô ở nhiệt độ 800C cho đến khikhối lượng không đổi Qua kết quả nghiên cứu, Tamooth và ctv đã tính toán lượngsinh khối tươi của rễ dưới mặt đất biến động từ 7,5 ± 0,4 tấn/ha đến 35,8 ± 1,1tấn/ha, 48,4 ± 0,7 tấn/ha đến 75,5 ± 2,0 tấn/ha và 39,1 ± 0,7 tấn/ha đến 43,7 ± 1,7

tấn/ha tương ứng với các loài Rhizophora mucronata, Sonneratia alba và Avicennia

marina, phụ thuộc vào tuổi của quần thể.

1.1.2 Nghiên cứu về trữ lượng các bon

Trong dự án nghiên cứu tích lũy các bon của tổ chức Quốc tế Winrock(Winrock International) thực hiện ở nhiều nước trên thế giới từ năm 2005 (Pearson

và ctv, 2005) [77], các tác giả đã xây dựng phương pháp lập ô đo đếm nghiên cứutích lũy các bon theo dạng ô liên kết Theo phương pháp này ô liên kết thường được

sử dụng có dạng hình chữ nhật diện tích 1.000 m2 (20 m x 50 m) đối với ô chính vàdiện tích 595 m2 (17 m x 35 m); 50 m2 (5 m x 10 m) đối với ô phụ Tiến hành đođếm các chỉ tiêu như đường kính thân cây, chiều cao vút ngọn… theo mô hình trên

Sơ đồ ô đo đếm dạng liên kết như sau:

- Ô liên kết dạng hình tròn:

- Ô liên kết dạng hình chữ nhật:

Hình 1.1: Sơ đồ hình dạng và kích thước các ô đo đếm liên kết

Phương pháp này rất thuận lợi cho rừng nhiệt đới có địa hình phức tạp, độ

dốc cao, thành phần loài cây nhiều, có biến động về kích thước lớn Tuy nhiên, đốivới rừng ngập mặn thì ít phù hợp do địa hình bằng phẳng, rừng tự nhiên có ít loài,biến động về đường kính không cao nên có thể đo đếm tất cả các cây trong ô tiêuchuẩn mà không cần thiết lập hệ thống ô phụ

Ở Indonesia, Daniel Murdiyarso và ctv (2009) [48] đã xây dựng các ô đo đếm

để tính lượng tích lũy các bon cho rừng ngập mặn và đất ngập nước như sau:

Hình 1.2: Sơ đồ thiết kế tuyến điều tra sinh khối, các bon trên và dưới mặt đất

Tất cả 6 ô đều thu thập các số liệu như nhau, việc đo đếm số liệu trong một ôđược phân chia theo nhiều nội dung khác nhau, nội dung thực hiện tương tự cho các

ô trên tuyến và giữa các tuyến điều tra Mẫu đất được thu nhằm tính toán lượng cácbon tích lũy dưới mặt đất, tầng đất được lấy chia thành 5 lớp sâu theo chiều thẳngđứng: 0 – 15, 15 – 30, 30 – 50, 50 – 100 và 100 – 300 cm Ô đầu tiên của tuyến gần

bờ sông và cách bìa rừng một khoảng nhất định

Qua nghiên cứu vai trò của rừng ngập mặn trong hấp thụ các bon ở tỉnh Trat,Thái Lan, Wanthongchai và Piriyayota (2006) [93] đã tính được lượng các bon tích lũy

trung bình là 47,77% khối lượng khô trong ba loài nghiên cứu (Rhizophora mucronata,

R apiculata, Bruguiera cylindrica) Ở rừng nhiều tuổi thì lượng các bon tích lũy nhiều hơn rừng ít tuổi, cao nhất là loài R apiculata ở tuổi 11 đạt 74,75 tấn/ha, R mucronata với 65,50 tấn/ha, trong khi Bruguiera cylindrica chỉ có 1,47 tấn/ha.

Hai Ren và ctv (2009) [53] đã nghiên cứu tích lũy các bon của 4 cấp tuổi

khác nhau đối với rừng trồng loài Bần không cánh (Sonneratia apetala) ở miền

Nam Trung Quốc Bằng việc lập 4 tuyến điều tra, trên mỗi tuyến lập 3 ô đo đếm 10

m x 10 m đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng trồng ở bốn quần thể có độ tuổi4; 5; 8 và 10 năm Để xây dựng tương quan giữa các nhân tố điều tra, đề tài đã chặtgiải tích 12 cây (chọn 3 cây tại mỗi quần thể) Cây được chọn gồm một cây tiêuchuẩn của quần thể, một cây nhỏ hơn cây tiêu chuẩn và một cây lớn hơn cây tiêuchuẩn Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ trung bình hằng năm tổng lượng tích lũy

các bon của các quần thể Bần không cánh (Sonneratia apetala) tại các tuổi 4; 5; 8

và 10 năm lần lượt là 5,0; 7,9; 8,7; và 8,4 tấn/ha/năm Việc ước lượng tổng sinhkhối của quần thể được sử dụng thông qua hàm số mũ: W = a*(D2H)b Trong đó: W

là sinh khối (kg), D là đường kính ngang ngực (cm), H là chiều cao (m), a và b làhai tham số của phương trình

Santos và ctv (2017) [84] bước đầu đánh giá trữ lượng các bon tích lũy trongsinh khối dưới mặt đất trong rừng ngập mặn tại Brazil Khu vực nghiên cứu ở vịnhSepetiba cách trung tâm thành phố Rio de Janero 70 km về phía Đông Nam Hiện

trạng rừng với 03 loài cây chủ yếu: Avicennia shaueriana, Languncularia racemosa

và Rhizophora mangle Sinh khối rễ dưới mặt đất được xác định thông qua 05 hố

đào 1m3 (1 x 1 x 1m) Các vị trí lấy mẫu được thiết lập tại các vị trí gần bìa rừng,cách nhau 150 – 200 m Rễ sau khi đào và rửa sạch được phân chia thành các cấpkính: < 5 mm, 5 – 10 mm, 10 – 20 mm, 20 – 50 mm và > 50 mm (có phân loại rễtươi và khô) Sau đó các mẫu được đem về phòng thí nghiệm phân tích bằngphương pháp sấy khô ở 70oC để tính khối lượng khô Việc chuyển đổi sinh khốisang các bon được tính theo hệ số chuyển đổi của Rodgries và ctv (2014) như sau:

42,6% đối với loài Languncularia racemosa và Avicennia shaueriana, 40% cho Rhizophora mangle Bên cạnh đó, để đánh giá đặc điểm cấu trúc rừng, tại các vị trí

lấy mẫu lập ô tiêu chuẩn 100 m2 Trong các ô tiêu chuẩn này, tất cả các loài cao hơn

2 m đều được đo đếm chiều cao và đường kính tại vị trí 1,3 m Kết quả nghiên cứucho thấy tổng trữ lượng bình quân của rễ dưới mặt đất là 104,41 ± 20,73 tấn C/ha.Phần lớn trữ lượng các bon tập trung ở tầng đất từ 0 – 40 cm (khoảng 70%) Quanghiên cứu cũng đã chứng minh sinh khối rễ dưới mặt đất đóng góp hơn 50% trữlượng các bon trong rừng ngập mặn Sinh khối rễ trong rừng ngập mặn có thể lớnhơn các hệ sinh thái khác ở Brazil

Valery Noiha Noumi và ctv (2017) [91], xác định cấu trúc thành phần thựcvật, tiềm năng hấp thụ các bon và bảo tồn thực vật trong bốn hệ thống Nông – Lâmkết hợp ở Cameroon Bốn hệ thống nông lâm được chọn bao gồm: Quần thụ có loài

Azadirachta indica (Neem) chiếm ưu thế ở vùng phía cực Bắc, quần thụ Anacardium occidentale (Điều) ở phía Bắc, quần thụ Eucalyptus spp (Bạch đàn) ở

vùng Adamawa và quần thụ Ca cao ở phía Đông Nam Cameroon Quần thụ đượcchọn phân theo 03 cấp: 0 – 10; 10 -20 và ≥ 20 năm Đối với mỗi hệ thống nông lâm,chọn 3 điểm (lập lại 03 lần ở mỗi điểm) thiết lập ô điều tra có kích thước 100 m x

50 m Mỗi khu vực nghiên cứu có có diện tích là 2 ha Trong ô điều tra phân chiathành sáu khối, trong mỗi khối lập các phân ô để điều tra Tất cả các cây có đườngkính ngang ngực ≥ 2 cm đều được đo đếm trong các phân ô này

Hình 1.3: Sơ đồ thiết lập ô điều tra trong nghiên cứu của Valery Noiha Noumi

Từ kết quả đo đường kính ngang ngực, sinh khối trên mặt đất được tính theo

công thức của Brown và ctv (1997) cho vùng nhiệt đới khô hạn ở phía Bắc và cựcBắc: AGB = Exp[-1,996 + 2,32 x ln(DBH)] với AGB là sinh khối trên mặt đất (kg),DBH là đường kính ngang ngực (cm) và công thức của Chave và ctv (2005) ở vùngAdamawa và trung tâm: AGB = ρ x exp(-1,499 + 2,148 x ln(DBH) + 0,207 x(ln(DBH))2 – 0,0281 x (ln(DBH))3), với ρ là tỷ trọng gỗ của từng loài Từ sinh khốisuy ra lượng các bon bằng việc nhân với hệ số chuyển đổi 0,47 Sinh khối dưới mặtđất (BGB) được tính bằng công thức: BGB = exp(-1,0587 + 0,8836 x ln (AGB))xây dựng bởi Cairn và ctv (1997) Tổng lượng các bon: TB = AGB + BGB (FAO,2011) Kết quả nghiên cứu của các tác giả đã xác định được trữ lượng các bon ởquần thụ từ 1 – 10 năm tuổi biến động từ 12,1 ± 0,27 đến 54,65 ± 1,38 tấn C/ha thấpnhất ở rừng Neem; từ 10 – 20 năm tuổi biến động từ 34,78 ± 0,87 đến 71,34 ± 1,6tấn C/ha, thấp nhất ở rừng Điều; trên 20 năm tuổi biến động từ 28,24 ± 0,0,4 đến108,51 ± 2,46 tấn C/ha, cao nhất ở rừng Bạch đàn.

1.1.3 Nghiên cứu xây dựng các mô hình dự báo về sinh khối và các bon

Trong việc phát triển phương trình sinh khối chung vùng nhiệt đới hoặc rừngkhộp ở Đông Nam Á, Brown (FAO, 1997) [39], và Basuki và ctv (2009) [37] ápdụng biến đổi logarit của các mô hình power Vì vậy, Picard và ctv (2015) [76] đãkết luận rằng mô hình tốt để dự đoán sinh khối là dạng power

Sau đây là một số mô hình phổ biến để ước sinh khối trên mặt đất (AGB) củacây rừng chung cho rừng nhiệt đới (pantropic):

Brown (1997): AGB = exp(-2,134 + 2,530 x ln(DBH))

IPCC (2003): AGB = exp(-2,289 + 2,649 x ln(DBH) - 0,021 x (ln(DBH))2)Chave và ctv (2005): AGB = WD x exp(-1,499 + 2,148 x ln(DBH) + 0,207 x(ln(DBH))2) - 0,0281 x (ln(DBH))3)

Komiyama (2005): AGB = 0,251x WD X (DBH)2,46

Chave và ctv (2014): AGB = 0,0673 x (WD x DBH2 x H)0,976

Trong đó: ln là logarit neper

AGB: Sinh khối trên mặt đất của cây rừng (kg)DBH: Đường kính ngang ngực (cm)

H: Chiều cao cây rừng (m)WD: Khối lượng thể tích gỗ (g/cm3).

Đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn, việc xây dựng các phương trình sinhtrắc rất được nhiều tác giả trên thế giới quan tâm và phát triển xây dựng phươngtrình Một số phương trình thường được sử dụng tính toán sinh khối đối với câyrừng ngập mặn được trình bày dưới đây:

Bảng 1.1: Một số phương trình được sử dụng để tính sinh khối cây rừng ngập mặn

1.2 Trong nước

1.2.1 Nghiên cứu về sinh khối

Nghiên cứu sinh khối rừng ở Việt Nam được rất nhiều nhà khoa học quan tâm

không những ở rừng mưa nhiệt đới mà còn ở rừng ngập mặn Tuy nhiên, các công trìnhthường tập trung nghiên cứu sinh khối trên mặt đất mà ít nghiên cứu sinh khối dướimặt đất do hạn chế về kinh phí Một số nghiên cứu điển về sinh khối đã thực hiện ởtrong nước như sau:

Vũ Văn Thông (1998) [27] nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá thể và

lâm phần Keo lá tràm (Acacia auriculformis Cunn) tại tỉnh Thái Nguyên Tác giả đã

lập 40 ô tiêu chuẩn, diện tích mỗi ô là 500 m2, đo đếm các chỉ tiêu D1,3, Hvn và DT Trênmỗi ô chặt 3 cây tiêu chuẩn đại diện 3 cấp kính có số cây bằng để cân sinh khối thân,cành lá Riêng bộ phận thân chia làm 5 đoạn có chiều dài tương đối bằng nhau Số liệuđược tổng hợp và phân tích để xây dựng một số mô hình dự đoán sinh khối cây cá thểbằng phương pháp sử dụng cây tiêu chuẩn Qua kết quả nghiên cứu, tác giả đã thiếtlập được một số mô hình dự đoán sinh khối cây cá lẻ bằng phương pháp sử dụngcây mẫu Tác giả cũng đã đưa ra dạng hàm W = a + b x DBH và lnW = a + b xln(DBH) để mô tả mối quan hệ giữa sinh khối các bộ phận với chỉ tiêu sinh trưởngđường kính, trong đó: W là sinh khối, DBH là đường kính ngang ngực tại vị trí 1,3

m Tuy nhiên, đề tài này cũng mới dừng lại ở việc nghiên cứu sinh khối các bộ phậntrên mặt đất, chưa tiến hành nghiên cứu sinh khối rễ và lượng vật rơi

Lê Minh Lộc (2005) [14], xây dựng phương pháp đánh giá nhanh sinh khối

và ảnh hưởng của độ sâu ngập lên sinh khối rừng Tràm (Melaleuca cajuputi) trên

đất than bùn và đất phèn khu vực U Minh Hạ tỉnh Cà Mau Để tính sinh khối rừng,tác giả đã bố trí 1 ô mẫu với diện tích 100 m2 cho các lâm phần Tràm ở tuổi 5, 8 và

11 trên 2 dạng lập địa nêu trên Sau khi đo đếm và tính các yếu tố sinh trưởng vềđường kính và chiều cao trong ô đo đếm, tác giả đã chặt chọn 56 cây tiêu chuẩn trênđất phèn và 45 cây trên đất than bùn để cân khối lượng các bộ phận thân cây (tínhsinh khối tươi) và lấy mẫu, mỗi loại 1 kg đem sấy khô (tính sinh khối khô) Ngoài

ra, tác giả còn chọn trên mỗi loại đất là 10 – 15 cây Tràm có cùng cấp kính để dùngvào việc kiểm tra độ chính xác của biểu sinh khối Dạng phương trình Y = a*Xb

(trong đó Y: sinh khối; X: đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m) được tác giả sử dụng

để lập bảng tra sinh khối tươi và khô của cây cá thể

Nguyễn Thị Hà (2007) [7] đã nghiên cứu sinh khối làm cơ sở xác định khảnăng hấp thụ CO2 của rừng Keo lai (Acacia auriculiformis) trồng tại Quận 9, thành

phố Hồ Chí Minh Tác giả đã thu thập số liệu trên 21 ô tiêu chuẩn đo đếm một lần,diện tích ô là 500 m2 (20 m x 25 m), chặt hạ 36 cây tiêu chuẩn đo tính sinh khối tươicây cá thể Đối với lượng vật rụng trên sàn rừng, trong mỗi ô tiêu chuẩn lập 5 ôdạng bản diện tích 1 m2 (1 m x 1 m), thu gom và cân toàn bộ vật rụng, tính lượngvật rụng trung bình trên 1 m2 Các mẫu vật được mang về phòng thí nghiệm phântích để tính sinh khối khô và lượng tích lũy các bon

Trương Văn Vinh (2008) [30] đã nghiên cứu đánh giá sinh khối và năng suất

sơ cấp của rừng Neem (Azadiracha indica A.JUSS) trồng tại huyện Ninh Phước,

tỉnh Ninh Thuận Tác giả đã lập các ô tiêu chuẩn có diện tích 500 m2 và tiến hành

đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng như: Hvn, D1,3, Dtán Số liệu thu thập về đường kínhđược chia thành 10 cấp (biên độ giữa hai cấp là 2 cm) Ở mỗi cấp kính chọn 2 - 3cây tiêu chuẩn để giải tích, đo đếm khối lượng tươi của các bộ phận cây Sau đó, thumẫu của từng bộ phận đem về phòng thí nghiệm tiến hành sấy khối để tính lượngsinh khối khô của các bộ phận cây rừng

Vũ Tấn Phương (2011) [23] xây dựng mô hình tính toán sinh khối cây cá thểThông ba lá ở huyện Hoàng Su Phì, tỉnh Hà Giang Nghiên cứu được tiến hành trêncác loại rừng trồng Thông ba lá tuổi 5; 12; 17 và 26 Việc thu thập và phân tích sốliệu được thực hiện theo phương pháp giải tích cây tiêu chuẩn ban hành bởi Ủy banLiên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC, 2003) theo các nội dung: (1) Xác lập ôtiêu chuẩn và lựa chọn cây mẫu giải tích; (2) Đo đếm sinh khối tươi cây mẫu; (3)Sấy khô mẫu phân tích để tính lượng sinh khối khô của các bộ phận cây rừng; (4)Xác định các hệ số chuyển đổi sinh khối và xây dựng các mô hình tương quan giữasinh khối với đường kính ngang ngực Qua kết kết nghiên cứu, tác giả đã xác địnhtrữ lượng các bon của thảm tươi và cây bụi như sau: Lau lách có trữ lượng các boncao nhất 20 tấn/ha, cây bụi 2 - 3 m khoảng 14 tấn/ha Cỏ chỉ, cỏ lông lợn có lượngcác bon thấp nhất khoảng 3,9 tấn/ha

Lê Tấn Lợi và ctv (2017) [15] đã xây dựng phương trình tính sinh khối

trên cây Keo lai ở các cấp tuổi 4, 5 và 6 tại khu vực U Minh Hạ, tỉnh Cà Mau.Nghiên cứu được thực hiện ở Trạm thực nghiệm Kênh Đứng thuộc Trung tâmNghiên cứu thực nghiệm Lâm nghiệp Tây Nam Bộ, xã Trần Hợi, huyện TrầnVăn Thơi, tỉnh Cà Mau Tác giả đã chọn 03 ô tiêu chuẩn tương ứng với 3 cấptuổi, mỗi ô có diện tích 500 m2 (20 m x 25 m) Trong mỗi ô đo đường kính ngangngực của tất cả các cây Sau đó phân ra 5 cấp kính, từ mỗi cấp kính chọn ra 02cây để chặt hạ Tổng số cây chặt hạ là 30 cây Xác định sinh khối tươi ngoài thựcđịa và phân tích các mẫu bằng phương pháp sấy khô ở 75oC trong phòng thínghiệm đến khi khối lượng không đổi để xác định sinh khối khô Lượng tích lũycác bon được tính theo công thức: Lượng các bon cây = Sinh khối khô x 0,47(IPCC, 2016).

Ngoài ra, các nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn trong thời gian quađược rất nhiều các tác giả quan tâm thực hiện Điển hình như:

Viên Ngọc Nam (1996) [18] đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp

rừng Đước (Rhizophora apiculata) trồng ở Cần Giờ Phương pháp nghiên cứu sử

dụng trong đề tài là phương pháp ô định vị và phương pháp nghiên cứu năng suấtsinh khối rừng ngập mặn kết hợp với việc xử lý, phân tích mẫu trong phòng thínghiệm Ô theo dõi có diện tích 400 m2 (20 m x 20 m), trong ô theo dõi đo chu vicác cây ở vị trí 1,3 m, chiều cao được xác định qua cây giải tích Qua kết quảnghiên cứu, tác giả đã rút ra kết luận sinh khối rừng Đước từ 16,90 – 143,71 tấn/ha;lượng tăng trưởng sinh khối từ 5,93 – 12,44 tấn/ha/năm Phương trình tương quangiữa sinh khối cây rừng và chu vi thân cây có dạng phương trình: ABG = a x GBHb.Trong đó ABG: sinh khối; GBH: chu vi thân cây tại vị trí 1,3 m; a, b: tham số củaphương trình

Viên Ngọc Nam (2003) [19] đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp quần

thể Mấm trắng (Avicennia alba BL.) tự nhiên tại huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí

Minh Tác giả đã bố trí 4 tuyến điều tra theo hướng từ ngoài sông vào sâu trong đấtliền Mỗi tuyến bố trí 5 ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m), mỗi ô tiêuchuẩn chia thành 4 ô có diện tích 25 m2 (5 m x 5 m) và đo tất cả các cây có đường

kính tại vị trí 1,3 m có D1,3 > 3 cm trong ô Đề tài đã chặt 28 cây có D1,3 từ nhỏ đếnlớn phân bố đều ở các cấp kính Cân khối lượng tươi theo các bộ phận (thân, cành, lá,

rễ trên mặt đất) Qua số liệu phân tích, tác giải cũng đã mô tả mối tương quan giữasinh khối của các bộ phận cây rừng với đường kính D1,3 bằng dạng phương trìnhlogW = a + b x log(D1,3 ), trong đó W: sinh khối; a và b: là tham số của phương trình

Võ Thị Bích Liễu (2007) [13] đã nghiên cứu sinh khối quần thể Dà vôi

(Ceriops tagal C B Rob) trồng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ.

Đề tài đã tiến hành lập 43 ô đo đếm (ô tiêu chuẩn đại diện cho từng cấp tuổi rừng)với diện tích 100 m2 (10 m x 10 m) tại các lô rừng được xem như trong cùng mộtđiều kiện lập địa Trong ô, đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng: Đường kính tại vị trí 1,3m; đường kính tán cây; chiều cao vút ngọn; chiều cao dưới cành Đồng thời, chặt hạ

37 cây để giải tích thân cây, cân khối lượng tươi và thu mẫu đem về phòng thínghiệm xác định khối lượng khô Tác giả đã sử dụng dạng phương trình logW = a +b*log D1,3 để lập bảng tra sinh khối cây cá thể tươi và khô

Nguyễn Hoàng Anh (2011) [1], đã xây dựng mô hình dự báo diễn biến rừngngập mặn Cần Giờ dưới tác động của yếu tố môi trường”, tác giả mô phỏng diễn biếnrừng ngập mặn do ảnh hưởng của nước biển dâng trong kịch bản biến đổi khí hậu.Đối với kịch bản mực nước biển dâng cao 65 cm, sinh khối của tất cả các loài giảmsau 131 năm Tuy nhiên, sinh khối của cây Mấm vẫn khá ổn định trong giai đoạn

2080 đến năm 2100 Thành phần loài cây Mấm tăng trong khi các loài khác có xuhướng giảm Đối với kịch bản mực nước biển dâng 100 cm, sinh khối và thành phầncủa cả hai loài Mấm và Đước giảm mạnh trong một thời gian từ năm 2045 đến 2070,sau đó duy trì khá ổn định trong những năm cuối Trong kịch bản này, loài Đước thểhiện khả năng sống sót cao hơn cây Mấm trong điều kiện biến động khắc nghiệt củamôi trường

Nguyễn Thị Hà (2016) [8] đã xác định giá trị sinh khối và tích lũy các bon

của rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata Blume) trên các cấp tuổi và các cấp kính

khác nhau tại tỉnh Cà Mau Phương pháp sử dụng điều tra ô tiêu chuẩn điển hìnhvới số lượng 56 ô tiêu chuẩn có kích thước 50 m x 50 m, trong ô tiêu chuẩn lập 5 ô

điều tra với diện tích 100 m2 (10 m x 10 m) và chặt hạ 63 cây tiêu chuẩn theo cáccấp tuổi, cấp kính khác nhau để sử dụng đo đếm sinh khối tươi Phân tích sinh khốikhô được thực hiện theo phương pháp tủ sấy ở nhiệt độ 1050C và phân tích lượngcác bon trong sinh khối bằng máy TOC/TN HT 1300 Kết quả nghiên cứu của đề tàighi nhận sinh khối của cây cá thể và rừng Đước trồng tại Cà Mau ở các cỡ kính và cấptuổi khác nhau có sự khác biệt đáng kể Tổng sinh khối của toàn lâm phần có sự biếnđộng mạnh giữa các cấp kính và cấp tuổi Tổng sinh khối của quần thể trung bình đạt191,1 tấn/ha.

1.2.2 Nghiên cứu về trữ lượng các bon

Vũ Tấn Phương (2006) [22] đã nghiên cứu trữ lượng các bon thảm tươi vàcây bụi tại các vùng đất không có rừng ở các huyện Cao Phong và Đông Bắc tỉnhHòa Bình và huyện Hà Trung, Thạch Thành và Ngọc Lạc tỉnh Thanh Hóa Đốitượng nghiên cứu là các loài cỏ chỉ, cỏ lông lợn, cỏ lá tre, lau lách và tế guột; câybụi gồm cây cao dưới 2m và cây cao 2 – 3m Đây là những dạng thảm tươi và câybụi phân bố phổ biến trên đất không có rừng (trạng thái Ia và Ib) ở Việt Nam.Lượng các bon trong sinh khối thảm tươi được xác định thông qua việc áp dụng hệ

số mặc định 0,5 được thừa nhận bởi Ủy ban liên Chính phủ bề Biến đổi khí hậu(IPCC, 2003), tức là lượng các bon được tính bằng cách nhân lượng sinh khối khôvới 0,5 Lượng các bon của cây bụi thảm tươi nghiên cứu chính là tổng lượng cácbon của các bộ phận: lá, cành, thân, rễ, cỏ và thảm mục

Lê Xuân Trường và ctv (2015) [29] tiến hành xác định lượng các bon trong

các bộ phận cây Luồng (Dendrocalamus barbatus) tại Lâm trường Lương Sơn,

Công ty Lâm nghiệp Hòa Bình Tác giả đã lập 03 ô tiêu chuẩn trên 03 địa hìnhkhác nhau với diện tích mỗi ô là 1.000 m2 (25 m x 40 m) Lấy mẫu sinh khối các

bộ phận cây Luồng: Cây được chọn là cây có đường kính ngang ngực và chiều cao

có chỉ số gần nhất với đường kính, chiều cao bình quân của mỗi tuổi rừng (1; 2; 3

và từ 4 trở lên) Tổng số cây được chọn là 12 cây Sinh khối rễ được tính qua ô 04dạng bản có kích thước là 0,5 m x 0,5 m, bố trí trên đường thẳng xuyên tâm theohướng vuông góc và song song với đường đồng mức của bụi trung bình, cách tâm

bụi 2m, đào sâu 30 cm, mẫu thu được làm sạch, xác định sinh khối tươi và lấy mẫutính sinh khối khô Các mẫu sinh khối khô được phân tích trong phòng thí nghiệmĐất và Môi trường – Viện nghiên cứu Sinh thái thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệpViệt Nam.

Nguyễn Hải Hòa và Nguyễn Hữu An (2016)[10], trong nghiên cứu “Ứngdụng ảnh viễn thám Landsat 8 và GIS xây dựng bản đồ sinh khối và trữ lượng

các bon rừng trồng Keo lai (Acacia hybrid) tại huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ”,

tác giả đã bố trí và điều tra 78 ô mẫu (63 ô dùng để phân tích và 15 ô dùng đểđánh giá kết quả) trải đều khắp huyện Yên Lập, đảm bảo mỗi xã có ít nhất 02 ôtiêu chuẩn Ngoài 78 ô mẫu, nghiên cứu lấy thêm 22 điểm điều tra ngoài thực địa

để đánh giá độ chính xác của phương pháp phân loại ảnh Việc định lượng cácbon tích lũy trong sinh khối cây được tính theo mô hình phát triển bởi SyazniAdam và Ismail Jusoh (2015): AGB = 0,175 x (DBH)2,35 Sử dụng phương trìnhtính sinh khối khô (bao gồm sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất) cho từng câyriêng lẻ của Võ Đại Hải (2008) để so sánh: B = 0,225 x (DBH)2,244 Sử dụng hệ

số ước lượng các bon là 0,47 (McGroddy và ctv, 2014) để tính toán trữ lượng cácbon Việc xây dựng bản đồ sinh khối và các bon rừng áp dụng hai thuật toán nộisuy mạnh mẽ của ArcGIS là IDW và Kriging để ước tính giá trị chưa biết từ giátrị đã biết

Tương tự như các công trình nghiên cứu về năng suất và sinh khối rừng ngậpmặn ở Việt Nam Việc nghiên cứu trữ lượng các bon chỉ mới được quan thực hiệntrong những năm gần đây Sau đây là một số nghiên cứu điển hình liên quan:

Lê Tấn Lợi và Lý Hằng Ni (2014) [15] đã nghiên cứu sự tích lũy các bontrong đất tại rừng ngập mặn Cồn Ông Trang, huyện Ngọc Hiển, tỉnh Cà Mau Việc

đo sinh khối và tích lũy các bon thực hiện theo diễn thế rừng tương ứng của 3 loài

cây là Vẹt tách (Bruguiera parviflora) chiếm ưu thế ở đầu cồn có địa hình cao nhất, loài Đước đôi (Rhizophora apiculata) ở giữa cồn có địa hình trung bình và loài Mấm trắng (Avicennia alba) ở cuối cồn có địa hình thấp nhất Trên mỗi địa hình lập

ô tiêu chuẩn hình tròn có đường kính 24 m (CIFOR, 2012) và được lập lại 3 lần

theo lát cắt thẳng hướng từ bờ sông vào trong, mỗi ô tiêu chuẩn cách nhau 50 m tính

từ tâm ô Trong mỗi ô tiêu chuẩn đo đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m để tínhtoán sinh khối và các bon rễ cây Sử dụng khoan để thu mẫu đất tại tâm ô ở các độsâu 0 – 15 cm, 15 – 30 cm, 30 – 50 cm, 50 – 70 cm, 70 – 100 cm, 100 – 120 cm đểtính lượng các bon tích lũy trong đất Mẫu đất sau khi thu về để khô tự nhiên ở nhiệt

độ phòng rồi đem sấy khô ở nhiệt độ 105oC trong thời gian 24 giờ Tiếp sau, mẫuđất được nghiền và sàn qua rây rồi đốt ở nhiệt độ 550oC trong 2 giờ, đốt xong đểvào bình hút ẩm 30 phút cho nguội rồi cân mẫu Lượng các bon trong đất được tínhtheo công thức của Kauffman và Donato (2012): C(tấn/ha) = Dung trọng đất (g/cm3)

x Độ sâu tầng đất (cm) x %C Các bon rễ tính theo công thức của Komiyama, Ong

và Poungparn (2008): C (Mg/ha) = 0,39 x (Sinh khối rễ/1.000)/(3,14 x R2)/10.000),với R là bán kính ô tiêu chuẩn thu mẫu Qua kết quả nghiên cứu, tác giả đã kết luậnlượng tích lũy các bon rễ tại địa hình trung bình Đước đôi chiếm ưu thế cao nhất với38,14 tấn C/ha, tiếp theo là địa hình cao có loài Vẹt tách là 30,21 tấn C/ha, thấp nhất

là địa hình thấp với loài Mấm trắng có lượng tích lũy các bon là 21,17 tấn C/ha.Tích lũy các bon giữa các tầng đất khác biệt có ý nghĩa thống kê, tăng dần khi càngxuống sâu, tích lũy các bon cao đất cao nhất tại tầng 70 – 100 cm, sau đó giảm dần.Tích lũy các bon đất cao nhất ở địa hình thấp (Mấm trắng) với giá trị 304,7 tấnC/ha,tiếp theo là địa hình cao (Vẹt tách) với 303,88 tấn C/ha và thấp nhất tại địa hìnhtrung bình (Đước đôi) là 292,55 tấn C/ha

Nguyễn Thị Hồng Hạnh và ctv (2014) [9] đã nghiên cứu định lượng các bontích lũy trong một số rừng ngập mặn trồng ở vùng ven biển Đồng bằng Bắc bộ Đối

với rừng trồng Trang (Kandelia obovata) thuần loài và Bần chua (Sonneratia caseolaris) thuần loài, mỗi tuổi rừng thiết lập 3 ô tiêu chuẩn, mỗi ô có kích thước

100 m2 (10 m x 10 m), các ô cách nhau 100 m Đo đếm cây trong ô tiêu chuẩn Đối

với rừng trồng hỗn giao hai loài trang (Kandelia obovata) và Bần chua (Sonneratia caseolaris), mỗi tuổi rừng thiết lập 3 ô tiêu chuẩn sơ cấp có diện tích 625 m2 (25 m

x 25 m) trong 1 ô sơ cấp lập 3 ô thứ cấp có diện tích 100 m2 Đo đếm số cây củatừng loài trong ô thứ cấp Chặt hạ cây tiêu chuẩn để xác định lượng các bon (với

loài Bần chua chặt 01 cây có kích thước trung bình trong mỗi ô tiêu chuẩn, với loàiTrang chặt 03 cây có cây kích thước trung bình trong mỗi ô tiêu chuẩn) Lấy mẫu(thân, cành, lá, rễ) 6 tháng một đợt, tổng số đợt lấy là 02 lần Xử lý mẫu: Mỗi bộphận lấy 100 g mẫu tươi, sấy khô ở 105oC đối với thân, cành và 85oC đối với các bộphận khác đến khi khối lượng không đổi Việc xác định lượng các bon hữu cơ (%C)trong cây theo phương pháp Chiurin Qua nghiên cứu, tác giả đã kết luận: Đối với

rừng trồng thuần loài Trang (Kandelia obovata) lượng các bon tích lũy trong sinh

khối cao nhất là rừng 13 tuổi đạt 66,30 tấn C/ha; tiếp đến là rừng 11 tuổi đạt 45,87tấn C/ha; rừng tuổi 10 đạt 37,13 tấn C/ha Đối với rừng trồng thuần loài Bần chua

(Sonneratia caseolaris) lượng các bon tích lũy trong sinh khối cao nhất là rừng 13

tuổi đạt 40,16 tấn C/ha; tiếp đến là rừng 11 tuổi đạt 32,18 tấn C/ha; rừng tuổi 10 đạt

30,28 tấn C/ha Đối với rừng trồng hỗn giao Trang (Kandelia obovata) và Bần chua (Sonneratia caseolaris), lượng các bon tích lũy trong sinh khối cao nhất là rừng 13

tuổi đạt 42,28 tấn C/ha; tiếp đến là rừng 10 tuổi đạt 22,36 tấn C/ha; rừng tuổi 11 đạt17,04 tấn C/ha Lượng các bon tích lũy trong rừng phụ thuộc vào loài cây, độ tuổi

và mật độ cây trồng

Viên Ngọc Nam và ctv (2015) [92] đã nghiên cứu bể các bon của rừngtrồng và rừng tái sinh tự nhiên trong hệ sinh thái rừng ngập mặn tại Đồng BằngSông Cửu Long Khu vực nghiên cứu thuộc rừng ngập mặn Cần Giờ - thành phố

Hồ Chí Minh và rừng phòng hộ Kiến Vàng – tỉnh Cà Mau Công trình đánh giásinh khối trên và dưới mặt đất, vật rụng (thân, cành, nhánh gỗ khô) trên mặt đất và

bể các bon trong đất theo phương pháp của Kauffman và Donato (2012) Thiết lậpcác tuyến điều tra theo hướng từ mép sông vào sâu trong đất liền theo dòng nướcthủy triều chảy tràn vào rừng Toàn bộ bể sinh khối các bon trong mỗi ô được tínhtheo công thức: CEplot = Ccây + Cvật rụng + Crễ + Cđất Trong các phân ô, đo tất cả cáccây có đường kính ngang ngực > 5 cm trong phạm vi bán kính 7 m, đo tất cả cáccây có đường kính ngang ngực < 5 cm trong phạm vi bán kính 2 m Định danh loài

và phân loại lượng sinh khối còn lại theo ba trạng thái: Trạng thái 1 (97,5%), trạngthái 2 (80%), trạng thái 3 (50%) (Kauffman và Donato, 2012) Việc ước lượng

sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất được tính từ việc đo đường kính ngangngực và sử dụng các mô hình sinh trắc đã được nghiên cứu tại khu vực Tây - Ấn

độ Thái Bình Dương Việc ước lượng các bon bằng cách nhân lượng sinh khối khôvới 0,47 đối với sinh khối cây trên mặt đất và 0,39 đối với rễ dưới mặt đất Đốivới việc thu mẫu rễ cây dưới mặt đất được tiến hành thu ở các tầng độ sâu 5 – 15,

15 – 30, 30 – 50, 50 – 100 và 100 – 300 cm Tổng số mẫu đất thu được là 537 Tất

cả các mẫu được đem về phòng thí nghiệm để phân tích các bon Kết quả nghiêncứu đã xác định tổng trữ lượng của bể các bon trong hệ sinh thái Rừng ngập mặnCần Giờ - thành phố Hồ Chí Minh là 889 ± 111 tấn C/ha và không có sự khác biệt

về số liệu thống kê so sánh với trữ lượng bể các bon trong hệ sinh thái rừng táisinh tự nhiên tại Rừng Phòng hộ Kiến Vàng (tỉnh Cà Mau)

Xác định giá trị tích lũy các bon của rừng Đước (Rhizophora apiculata

Blume) trên các cấp tuổi và các cấp kính khác nhau tại tỉnh Cà Mau, kết quả nghiêncứu của Nguyễn Thị Hà (2016) [8] ghi nhận lượng tích lũy các bon của cây cá thể

và rừng Đước ở Cà Mau ở các cỡ kính và cấp tuổi khác nhau có sự khác biệt đáng

kể Tổng lượng tích lũy các bon của toàn lâm phần có sự biến động mạnh giữa cáccấp kính và cấp tuổi Tổng lượng các bon tích lũy trong sinh khối rừng trung bìnhđạt 117,4 tấn C/ha Giá trị tích lũy các bon phụ thuộc vào sinh trưởng của rừng

1.2.3 Nghiên cứu xây dựng các mô hình dự báo về sinh khối và các bon

Thông qua các kết quả nghiên cứu, phần lớn các tác giả đều xây dựng các môhình dự báo về sinh khối và các bon thông qua nhân tố đường kính tại vị trí 1,3 m.Riêng tại Rừng ngập mặn Cần Giờ, trong thời gian qua có nhiều đề tài nghiên cứu

về sinh khối và các bon của các loài cây rừng trồng tập trung hoặc loài tự nhiênchiếm ưu thế trong các quần xã thực vật rừng ngập mặn (thể hiện trong Bảng 1.2).Với phương pháp chung là lập 40 ô đo đếm với diện tích 200 m2 (10 m x 20 m) đểtính các đặc trưng lâm học của rừng Sau đó chọn 40 cây tiêu chuẩn để giải tích, cânkhối lượng tươi và lấy mẫu về phòng thí nghiệm phân tích khối lượng khô và tíchlũy các bon Các tác giả đã xây dựng được các phương trình để ước lượng sinh khốiphục vụ trong công tác nghiên cứu, định lượng các bon

Bảng 1.2: Một số phương trình ước lượng sinh khối cây rừng ngập mặn Cần Giờ

Rừng tự nhiên

Dà quánh ln(Wtk) = -1,570 + 2,407*ln(DBH) 1,2 – 7,4 Cao Huy Bình, 2009Bần trắng ln(Wtk) = -1,651 + 2,296*ln(DBH) 4,0 – 32,2 Bùi Ng Thế Kiệt, 2016Chà là Wtk =(-1,585 + 1,696*sqrt(DBH))2 2,5 – 8,2 Vũ Kim Sáng, 2015

Rừng trồng

Đước đôi ln(Wtk) = -1,069 + 2,296*ln(DBH) 3,2 – 30,3 Viên Ngọc Nam, 2009

Cóc trắng ln(Wtk) = -1,804 + 2,36*ln(DBH) 1,8 – 12,0 Phan Văn Trung, 2009

Song song với việc xác định sinh khối của một số loài cây đã nêu trên, cáctác giả đã xây dựng được các phương trình để định lượng tích lũy các bon /hấp thụ

CO2 nhằm làm cơ sở dữ liệu phục vụ cho các dự án REDD+ hay chi trả dịch vụ môitrường rừng ngập mặn Cần Giờ

Bảng 1.3: Một số phương trình ước lượng trữ lượng các bon và hấp thụ CO2 của

các loài cây rừng ngập mặn Cần Giờ

Rừng tự nhiên

Rừng trồng

Cóc trắng ln(Ctong) = -2,615 + 2,38*ln(DBH) 1,8 – 12,0 Phan Văn Trung, 2009

1.3 Nhận xét, đánh giá về các phương pháp nghiên cứu sinh khối, các bon và định hướng nghiên cứu của luận án

1.3.1 Phương pháp xác định, điều tra sinh khối cây rừng

Nhiều phương pháp nghiên cứu sinh khối đã được phát triển và xây dựng.Tuy nhiên việc xác định sinh khối của rừng tập trung phổ biến theo các phươngpháp cụ thể như sau:

Phương pháp cân đo trực tiếp sinh khối của các thành phần cây gỗ (thân,