Nghiên cứu khả năng tích lũy sinh khối ở hệ sinh thái rừng thứ sinh lá rộng thường xanh tại kon hà nừng, gia lai

i LỜI CAM ĐOAN Luận án hoàn thành theo khn khổ Chương trình đào tạo tiến sỹ khóa 26 (2014 - 2018) Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Các số liệu kết trình bày luận án trung thực, có sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Luận án kế thừa phần số liệu đề tài mà nghiên cứu sinh cộng tác viên chính, thành viên tham gia cho phép sử dụng số liệu để thực đề tài nghiên cứu sinh “Nghiên cứu ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật giải pháp nhằm xây dựng mô hình quản lý rừng tự nhiên bền vững Tây Nguyên” tiếp tục theo dõi đến 2015 hai pha đề tài trọng điểm cấp Bộ (2006 - 2010 pha I; 2011 - 2015 pha II) “Nghiên cứu đặc điểm lâm học số hệ sinh thái rừng tự nhiên chủ yếu Việt Nam” đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tiên tiến đánh giáăng tích lũy sinh khối số hệ sinh thái rừng Việt Nam” thực từ tháng 3/2014 đến tháng 3/2016 TS Trần Văn Đơ làm chủ nhiệm NGHIÊN CỨU SINH Trần Hồng Q ii g LỜI CÁM ƠN Luận án hoàn thành Chương trình đào tạo nghiên cứu sinh khóa 26 giai đoạn 2014 - 2018 Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Trong trình thực hoàn thành luận án, tác giả nhận quan tâm, giúp đỡ Ban Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Bộ phận Đào tạo sau Đại học, thầy giáo hướng dẫn cán Viện Nghiên cứu Lâm sinh Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TSKH Nguyễn Ngọc Lung với tư cách người hướng dẫn khoa học dành nhiều thời gian công sức cho việc hướng dẫn giúp đỡ nghiên cứu sinh hoàn thành luận án Trân trọng cảm ơn quan tâm, tạo điều kiện động viên Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Bộ phận Đào tạo sau đại học, Viện Nghiên cứu Lâm sinh Trân trọng cảm ơn PGS.TS Trần Văn Con, TS Trần Văn Đơ, TS Triệu Thái Hưng, TS Nguyễn Tồn Thắng, TS Lại Thanh Hải, TS Vũ Tấn Phương, GS.TS Võ Đại Hải, TS Ngô Văn Cầm đồng nghiệp Viện Nghiên cứu Lâm sinh ý kiến góp ý quý báu cho việc hoàn thành luận án TÁC GIẢ nh thực hoàn thành luận án, tác giả nhận quan tâm, Trần TTT Trần Hoàng Quý iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG x MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Ý nghĩa đề tài Những đóng góp Giới hạn đối tượng, phạm vi nghiên cứu .3 Kết cấu luận án .4 Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số khái niệm .5 1.2 Trên giới 1.2.1 Nghiên cứu khả tích lũy sinh khối mặt đất 10 1.2.2 Nghiên cứu khả tích lũy sinh khối mặt đất 11 1.2.3 Nghiên cứu mối quan hệ sinh khối nhân tố điều tra lâm phần 14 1.3 Trong nước 21 1.3.1 Nghiên cứu khả tích lũy sinh khối mặt đất .21 1.3.2 Nghiên cứu khả tích lũy sinh khối mặt đất 24 1.3.3 Nghiên cứu mối quan hệ sinh khối nhân tố điều tra lâm phần 24 iv 1.4 Thảo luận 29 Chương NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .31 2.1 Nội dung nghiên cứu 31 2.1.1 Nghiên cứu bổ sung số đặc điểm lâm học rừng thứ sinh rộng thường xanh 31 2.1.2 Nghiên cứu khả tích lũy (tăng trưởng) sinh khối hệ sinh thái rừng rộng thường xanh 31 2.1.3 Nghiên cứu nâng cao độ xác phương pháp xác định sinh khối rễ mặt đất 31 2.2 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu .31 2.2.1 Quan điểm cách tiếp cận 31 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 33 Phương pháp xử lý số liệu .45 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu nâng cao độ xác việc xác định sinh khối rẽ mặt đất (nội dung 2.1.3) 50 2.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 50 2.3.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 50 2.3.2 Địa hình .51 2.3.3 Khí hậu, thủy văn 51 2.3.4 Tài nguyên đất .51 2.3.5 Tài nguyên rừng 52 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Bổ sung số đặc điểm lâm học rừng thứ sinh LRTX 53 3.1.1 Đặc điểm cấu trúc lâm phần 53 3.1.2 Tăng trưởng đường kính lâm phần .60 3.2 Khả tích lũy sinh rừng rộng thường xanh Kon Hà Nừng 63 v 3.2.1 Khả tích lũy sinh khối mặt đất 63 3.2.1.1 Lựa chọn mô hình tương quan để ước lượng sinh khối mặt đất 63 3.2.1.2 Sinh khối mặt đất ước lượng từ 10 ô tiêu chuẩn định vị 69 3.2.2 Tổng khả tích lũy sinh khối mặt đất 87 3.2.2.1 Tăng trưởng sinh khối mặt đất cho rễ lớn .87 3.2.2.2 Tăng trưởng sinh khối mặt đất cho rễ cám 92 3.2.2.3 Hô hấp vi sinh vật đất 102 3.2.3 Tổng lượng tăng trưởng sinh khối tích lũy hàng năm .104 3.3 Nâng cao độ xác phương pháp xác định sinh khối rễ 105 3.3.1 Nâng cao phương pháp xác định sinh khối rễ lớn 106 3.3.2 Nâng cao phương pháp xác định rễ cám 113 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 117 Kết luận 117 Tồn 118 Khuyến nghị 118 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt : Nghĩa đầy đủ AGB : : : : : : : : : : Sinh khối mặt đất Đường kính ngang ngực : Đường kính ngang ngực trung bình Đường kính tán Đtt : : : : GPP : Hvn, m : : : : : : : : : BGB Bi Ch CF CT D D00, mm D 00 , mm D1,3, cm D 1,3 , cm Dt, m Dt , m Đnc H , m Hdc, m %Hdc H dc ,m Ht HSTR IPCC IV LRTX NEP : NPP : ODB : Sinh khối mặt đất Tăng trưởng sinh khối Phần sinh khối bị động vật ăn Hệ số điều chỉnh Cơng thức Sinh khối chết (Dead wood) Đường kính gốc Đường kính gốc trung bình Đường kính tán trung bình Độ nhỏ cành Độ thẳng thân Gross Primary Production (Tổng sản xuất bậc một) Chiều cao vút Chiều cao vút trung bình Chiều cao cành Tỷ lệ lợi dụng gỗ Chiều cao cành trung bình Hình thái tán Hệ sinh thái rừng Ban liên phủ biến đổi khí hậu Important Value (Giá trị quan trọng) Lá rộng thường xanh Net Ecosystem Production (sản xuất cuả hệ sinh thái) Net Primary Production (Sản xuất bậc thuần) Ô dạng vii Từ viết tắt : Nghĩa đầy đủ OTC Ô tiêu chuẩn STD : : : : : : : : : S% UNFCCC : : TCVN : : : OTCĐV R RiBTĐ RPH Rs RSE RSS VRR WD Ô tiêu chuẩn định vị Hệ số tương quan Rừng bị tác động Rừng phục hồi Hô hấp vi sinh vật đất Sai tiêu chuẩn phần dư Tổng bình phương phần dư Sai tiêu chuẩn Hệ số biến động Công ước khung Liên hợp quốc biến đổi khí hậu Tiêu chuẩn Việt nam Vật rơi rụng Tỷ trọng gỗ MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Hệ sinh thái rừng rộng thường xanh Tây Nguyên nhiều người ý, mặt suất sinh học chúng cao mặt khác q trình suy thối rừng mức báo động Nguyên nhân cường độ sử dụng đất áp lực gia tăng dân số (cả tự nhiên học) Khối lượng tích lũy phát thải bon hệ sinh thái rừng tự nhiên vùng nhiệt đới định lượng hạn chế Tăng trưởng sinh khối rừng bao gồm quang hợp hô hấp biểu tăng trưởng sinh khối mặt đất thành phần quan trọng trữ lượng bon Việc ước lượng xác tăng trưởng hàng năm sinh khối rừng nhiệt đới cần thiết để giảm thiểu không chắn ước lượng trữ lượng bon Có thể nhận thấy khơng quán nghiên cứu trước nghiên cứu liên quan đến việc ước lượng sinh khối rừng phát thải hấp thụ bon hệ sinh thái rừng Sự khác khơng chắn liệu phương pháp khác để ước lượng sinh khối rừng dòng bon Các nghiên cứu trước dựa đo đếm trực tiếp tiêu chuẩn có kích thước nhỏ dẫn đến ước lượng cao sinh khối Các nghiên cứu lại dựa vào số liệu kiểm kê rừng cung cấp số liệu sinh khối qui mơ quốc gia vùng Một phương pháp thích hợp để ước lượng sinh khối rừng cần thiết để giảm thiểu không chắn giám sát bon Đã có khơng cơng trình nghiên cứu có hệ thống tồn diện khả lưu trữ sinh khối bon cho đối tượng rừng trồng rừng tự nhiên tiến hành Việt Nam làm sở để định hướng phát triển nghiên cứu sinh khối bon rừng trồng (Võ Đại Hải cộng sự, 2009) [8] (Vũ Tấn Phương, 2012) [18] rừng tự nhiên (Bảo Huy cộng sự, 2012) [11] (Võ Đại Hải cộng sự, 2012) [9] làm sở định hướng phát triển nghiên cứu sinh khối bon Việt Nam Tuy nhiên, cơng trình số hạn chế như: (i) Chỉ xác định sinh khối thời điểm lấy mẫu nghiên cứu động thái hay khả tích lũy sinh khối rừng theo thời gian; (ii) Sử dụng phương pháp làm ảnh hưởng đến đối tượng nghiên cứu (chặt hạ giải tích, chặt hạ tồn diện lâm phần đào lấy mẫu,…) ưu điểm số liệu xác song nhược điểm loại bỏ đối tượng nghiên cứu, khó kiểm chứng kế thừa cho nghiên cứu tăng trưởng, cấu trúc, khả tích lũy sinh khối; (iii) Phần sinh khối chết tích lũy hàng năm chưa quan tâm nghiên cứu; (iv) Các cơng trình nghiên cứu hầu hết bỏ qua động thái tích lũy sinh khối rễ cám (là rễ có đường kính ø