Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng mỡ (manglietia conifera dandy)

Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp ptnt trường đại học lâm nghiệp Lý Thu Quúnh Nghiên cứu sinh khối khả hấp thụ carbon rừng mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng loài tuyên quang phú thọ Chuyên ngành: Lâm học MÃ số: 60.62.60 Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Người hướng dẫn khoa học: TS Võ Đại Hải Hà Tây - 2007 Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp ptnt trường đại học lâm nghiệp Lý Thu Quỳnh Nghiên cứu sinh khối khả hÊp thơ carbon cđa rõng mì (Manglietia conifera Dandy) trång loài tuyên quang phú thọ Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Hà Tây - 2007 ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu có liên quan đến phát thải mức khí nhà kính vào khí (chủ yếu khí CO2) hoạt động kinh tế, xã hội người mối quan tâm hàng đầu nhiều nước giới Bởi nóng lên tồn cầu gây tượng mực nước biển dâng cao, hạn hán, ngập lụt, gia tăng loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nước ngọt, suy giảm đa dạng sinh học gia tăng tượng khí hậu cực đoan Nhận thức vấn đề này, Việt Nam với 160 quốc gia giới thông qua ký Công ước khung Liên Hợp Quốc biến đổi khí hậu tồn cầu (UNFCCC) Cơng ước cụ thể hoá nghị định thư Kyoto (12/1997) Nội dung quan trọng nghị định thư đưa tiêu giảm phát thải khí nhà kính có tính buộc pháp lý nước phát triển chế giúp nước phát triển đạt phát triển kinh tế - xã hội cách bền vững thông qua thực “Cơ chế phát triển sạch” (CDM: Clean Development Mechanism) CDM mở hội lớn cho ngành lâm nghiệp việc bán tiến carbon tích luỹ thơng qua dự án trồng rừng tái trồng rừng theo CDM (AR-CDM: Afforestation, Reforestation - CDM) để tạo nguồn sống cho người dân tái đầu tư phát triển rừng Ở Việt Nam, lần việc định giá rừng đề cập trở thành vấn đề quan trọng Luật Bảo vệ Phát triển rừng sửa đổi năm 2004 Việc quy định giá trị rừng bao gồm giá trị kinh tế hàng hoá giá trị mơi trường rừng bước chuyển có tính cách mạng việc quản lý rừng nước ta, phản ánh xu tất yếu xã hội hội nhập quốc tế Từ trước tới giá trị rừng tuý xem xét phương diện kinh tế, có giá trị lâm sản lâm sản ngồi gỗ; vai trị phịng hộ môi trường rừng khẳng định chưa định giá Hiện nay, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn cho triển khai xây dựng Nghị định định giá rừng, số cơng trình tiến hành nghiên cứu lượng giá giá trị dịch vụ môi trường rừng, tập trung nhiều vào giá trị phịng hộ điều tiết nguồn nước chống xói mịn đất, Việc định lượng khả hấp thụ carbon giá trị thương mại carbon rừng phần quan trọng định lượng giá trị môi trường rừng, trở thành đòi hỏi bách, khách quan khơng thể trì hỗn nhằm đưa Luật Bảo vệ Phát triển rừng vào thực tiễn sản xuất lâm nghiệp Tuy nhiên, nghiên cứu có vấn đề giới nói chung Việt Nam nói riêng cịn ỏi tản mạn, chưa có hệ thống, thiếu liệu nên chưa đủ sở khoa học thực tiễn cho việc định giá rừng nói chung, định giá trị thương mại carbon cho dạng rừng nói riêng Vì vậy, giá trị sinh thái rừng chưa tính tốn đầy đủ hệ thống hạch toán lâm nghiệp quốc gia Điều làm giảm động lực công bảo vệ phát triển rừng sống bền vững Mỡ (Manglietia conifera Dandy) loài gỗ lớn cao tới 25-30m, đường kính ngang ngực đạt tới 50-60m, thân thẳng, trịn, vỏ xám bạc, thịt màu trắng có mùi thơm nhẹ Gỗ mỡ màu sáng vàng nhạt, mềm nhẹ, tỷ trọng 0,48, gỗ mịn, nứt nẻ, mối mọt Đây loài sinh trưởng nhanh, tỉa cành tự nhiên tốt, tái sinh chồi mạnh, kinh doanh một, hai luân kỳ với suất cao nên mục đích kinh doanh chủ yếu từ trước tới loài cung cấp gỗ nhỏ, gỗ nguyên liệu giấy, gỗ gia dụng, gỗ dán lạng, gỗ trụ mỏ,… Ngày nay, với công nghệ tạo ván ghép gỗ mỡ dùng để chế tạo đồ mộc cao cấp xuất có giá trị khách hàng nước ưa dùng Với lý Mỡ chọn loài trồng rừng chủ lực vùng trung tâm Bắc Bộ Đông Bắc Việt Nam theo định số 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/3/2005 Bộ Nông nghiệp Phát triển nơng thơn Mỡ lồi nghiên cứu tương đối toàn diện kỹ thuật gây trồng, tăng trưởng, sinh trưởng, chọn tạo giống, trồng rừng thâm canh, sản lượng gỗ ảnhh hưởng Mỡ tới khí hậu, đất đai, nhiên, nghiên cứu sinh khối khả hấp thụ carbon rừng Mỡ chưa tiền hành cách hệ thống đầy đủ Cơ chế phát triển (CDM) mở vận hội cho ngành lâm nghiệp nước ta việc bán lượng carbon hấp thụ rừng Mỡ lồi trồng rừng ý Để có sở cho việc tính tốn giá trị thương mại carbon mà rừng Mỡ trồng tạo ra, việc nghiên cứu xác định sinh khối lượng carbon hấp thụ rừng Mỡ cần thiết Xuất phát từ yêu cầu đó, tơi tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu sinh khối khả hấp thụ carbon rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng Tuyên Quang Phú Thọ” Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu sinh khối suất rừng Sinh khối suất rừng vấn đề nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Từ năm 1840 trở trước, có cơng trình nghiên cứu lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt vai trò hoạt động diệp lục thực vật màu xanh trình quang hợp để tạo nên sản phẩm hữu tác động nhân tố tự nhiên như: đất, nước, khơng khí lượng ánh sáng mặt trời Sang kỷ XIX nhờ áp dụng thành tựu khoa học hố phân tích, hoá thực vật đặc biệt vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất thiên nhiên, nhà khoa học thu thành tựu đáng kể Tiêu biểu cho lĩnh vực kể tới số tác giả sau: - Liebig, J (1862) [39] lần định lượng tác động thực vật tới khơng khí phát triển thành định luật “tối thiểu” Mitscherlich, E.A (1954) phát triển luật tối thiểu Liebig, J thành luật "năng suất" - Riley, G.A (1944) [45], Steemann Nielsen, E (1954) [48], Fleming, R.H (1957) [34] tổng kết trình nghiên cứu phát triển sinh khối rừng công trình nghiên cứu - Lieth, H (1964) [40] thể suất toàn giới đồ suất, đồng thời với đời chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) chương trình sinh người “MAB” (1971) tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối Những nghiên cứu giai đoạn tập trung vào đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh - Duyiho cho biết thực vật biển hàng năm quang hợp đến 3x1010 vật chất hữu cơ, mặt đất 5,3x1010 Riêng với hệ sinh thái rừng nhiệt đới suất chất khơ từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khô từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình 450 tấn/ha/năm (dẫn theo Lê Hồng Phúc - 1994) [10] - Dajoz (1971) tính tốn suất sơ cấp số hệ sinh thái sau: + Mía châu Phi: 67 tấn/ha/năm + Rừng nhiệt đới thứ sinh Yangambi: 20 tấn/ha/năm + Savana cỏ Mỹ (Penisetum purpureum) châu Phi: 30 tấn/ha/năm + Đồng cỏ tự nhiên Fustuca (Đức) : 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm + Đồng cỏ tự nhiên Deschampia Trifolium vùng ơn đới 23,4 tấn/ha/năm + Cịn sinh khối (Biomass) Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏ Ghine): 5000 - 10000 kg/ha/năm Rừng thứ sinh 40 - 50 tuổi Ghana: 362.369 kg/ha/ năm (dẫn theo Dương Hữu Thời - 1992) [19] - Canell, M.G.R (1982) [30] công bố cơng trình “Sinh khối suất sơ cấp rừng giới - World forest biomass and primary production data” tập hợp 600 cơng trình xuất sinh khối khô thân, cành, số thành phần, sản phẩm sơ cấp 1.200 lâm phần thuộc 46 nước giới - Theo Rodel D Lasco (2002) [46]), rừng che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, sinh khối thực vật chiếm đến 75% so với tổng sinh khối thực vật cạn lượng tăng trưởng sinh khối hàng năm chiếm 37% Khi nghiên cứu sinh khối, phương pháp xác định có ý nghĩa quan trọng liên quan đến độ xác kết nghiên cứu, vấn đề nhiều tác giả quan tâm Tuỳ tác giả với điều kiện khác mà sử dụng phương pháp xác định sinh khối khác nhau, kể đến số tác sau: - P.S.Roy, K.G.Saxena D.S.Kamat (Ấn Độ, 1956) cơng trình: “Đánh giá sinh khối thơng qua viễn thám” nêu tổng quát vấn đề sản phẩm sinh khối việc đánh giá sinh khối ảnh vệ tinh - Một số tác Trasnean (1926), Huber (Đức, 1952), Monteith (Anh, 1960 - 1962), Lemon (Mỹ, 1960 - 1987), Inone (Nhật, 1965 - 1968), dùng phương pháp dioxit carbon để xác định sinh khối Theo sinh khối đánh giá cách xác định tốc độ đồng hoá CO2 - Aruga Maidi (1963): đưa phương pháp “Chlorophyll” để xác định sinh khối thông qua hàm lượng Chlorophyll đơn vị diện tích mặt đất Đây tiêu biểu thị khả hệ sinh thái hấp thụ tia xạ hoạt động quang tổng hợp - Khi xem xét phương pháp nghiên cứu Whitaker, R.H (1961, 1966) [50,51] Mark, P.L (1971) [41] cho "Số đo suất số đo tăng trưởng, tích luỹ sinh khối thể thực vật quần xã" - Năng suất sơ cấp tuyệt đối lượng chất hữu tích luỹ thể thực vật đơn vị thời gian đơn vị diện tích, lượng vật chất thực có ý nghĩa đời sống người Từ ý nghĩa đó, Woodwell, G.M (1965) Whitaker, R.H (1968) [52] đề phương pháp "thu hoạch" để nghiên cứu suất sơ cấp tuyệt đối - Newbuold.P.J (1967) [43] đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh khối suất quần xã từ ô tiêu chuẩn Phương pháp chương trình quốc tế “IBP” thống áp dụng - Sinh khối rừng xác định nhanh chóng dựa vào mối liên hệ sinh khối với kích thước phận theo dạng hàm toán học Phương pháp sử dụng phổ biến Bắc Mỹ châu Âu (Whittaker, 1966 [51]; Tritton Hornbeck, 1982; Smith Brand, 1983) Tuy nhiên, khó khăn việc thu thập rễ cây, nên phương pháp chủ yếu dùng để xác định sinh khối phận mặt đất (Grier cộng sự, 1989; Reichel, 1991; Burton V Barner cộng sự, 1998) - Edmonton Et Al đề xướng phương pháp Oxygen năm 1968 nhằm định lượng oxygen tạo trình quang hợp thực vật màu xanh Từ tính suất sinh khối rừng - Schumarcher, Spurr, Prodan, Alder, Abadie: sử dụng mơ hình tốn học để mơ sinh khối, suất rừng thông qua số nhân tố điều tra như: đường kính, chiều cao, cấp đất, tuổi, mật độ,… - Phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối mô tả Shurrman Geodewaaen (1971), Moore (1973), Gadow Hui (1999), Oliveira cộng (2000), Voronoi (2001), McKenzie cộng (2001) [42] - Bộ phận bụi tầng tán rừng đóng góp phần quan trọng tổng sinh khối rừng Có nhiều phương pháp để ước tính sinh khối cho phận này, phương pháp bao gồm: (1)- Lấy mẫu toàn (quadrats); (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)- phương pháp mục trắc; (4)phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan (Catchpole Wheeler, 1992) 1.1.2 Nghiên cứu khả hấp thụ carbon rừng Rừng bể chứa carbon khổng lồ trái đất Tổng lượng hấp thu dự trữ carbon rừng toàn giới khoảng 830 PgC, carbon đất lớn 1,5 lần carbon dự trữ thảm thực vật (Brown, 1997 [27]) Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lượng carbon dự trữ thảm thực vật 50% dự trữ đất (Dioxon et al., 1994 [33]; Brown, 1997 [27]; IPCC, 2000 [38]; Pregitzer and Euskirchen, 2004 [44]) Theo ước tính, hoạt động trồng rừng tái trồng rừng giới có tỷ lệ hấp thu CO2 sinh khối 0,4 - 1,2 tấn/ha/năm vùng cực bắc; 1,5 - 4,5 tấn/ha/năm vùng ôn đới - tấn/ha/năm vùng nhiệt đới (Dioxon et al., 1994 [33]; IPCC, 2000 [38]) Brown cộng (1996) [26] ước lượng tổng lượng carbon mà hoạt động trồng rừng giới hấp thu tối đa vịng 50 năm (1995 2000) khoảng 60 - 87 Gt C, với 70% rừng nhiệt đới, 25% rừng ôn đới 5% rừng cực bắc (Cairns et al., 1997 [28]) Tính tổng lại rừng trồng hấp thu 11 - 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hoá thạch thời gian tương đương (Brown, 1997 [27]) Một số kết nghiên cứu khả hấp thụ carbon dạng rừng - Năm 1980, Brawn cộng sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng carbon trung bình rừng nhiệt đới Châu Á 144 tấn/ha phần sinh khối 148 tấn/ha lớp đất mặt với độ sâu 1m, tương đương 42 - 43 tỷ carbon toàn châu lục Năm 1991, Houghton R.A chứng minh lượng carbon rừng nhiệt đới châu Á 40 - 250 tấn/ha, 50 120 tấn/ha phần thực vật đất (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn - 2005) [6] - Năm 1986, Paml, C.A cộng [37] cho lượng carbon trung bình sinh khối phần mặt đất rừng nhiệt đới Châu Á 185 tấn/ha biến động từ 25 - 300 tấn/ha Kết nghiên cứu Brawn (1991) cho thấy rừng nhiệt đới Đơng Nam Á có lượng sinh khối mặt đất từ 50 - 430 tấn/ha (tương đương 25 - 215 C/ha) trước có tác động người trị số tương ứng 350 - 400 tấn/ha (tương đương 175 - 200 C/ha) [37] - Brown Pearce (1994) [27] đưa số liệu đánh giá lượng carbon tỷ lệ thất thoát rừng nhiệt đới Theo khu rừng nguyên sinh hấp thụ 280 carbon/ha giải phóng 200 carbon/ha bị chuyển thành du canh du cư giải phóng carbon nhiều chút chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp Rừng trồng hấp thụ khoảng 115 carbon số giảm từ 1/3 đến 1/4 rừng 84 mật độ tuổi mật độ cấp đất Ngay chưa biết cấp đất xác định carbon lâm phần thơng qua phương trình 4.94, 4.95 4.96 bảng trên, nhiên độ xác khơng thể tốt có gắn với cấp đất Mặt khác, thử nghiệm nhiều phương trình tương quan khác song kết cho thấy không tồn mối quan hệ carbon với nhân tố điều tra lâm phần, tuổi, mật độ cấp đất II nên trường hợp tra carbon theo cấp đất cấp đất II khơng thể áp dụng 4.7 Đề xuất số ứng dụng việc xác định sinh khối lượng carbon tích lũy rừng trồng Mỡ 4.7.1 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối tươi, khô carbon cá lẻ Mỡ dựa vào nhân tố điều tra lâm phần Để xác định sinh khối tươi, khô carbon cá lẻ Mỡ sử dụng phương pháp sau:  Trường hợp 1: Khi biết cấp đất Khi biết cấp đất, để xác định sinh khối tươi, khô carbon cá lẻ, tiến hành bước công việc ngoại nghiệp nội nghiệp cụ thể sau: - Lập tiêu chuẩn với diện tích 500 1000m2 - Đo đếm tồn đường kính (D1.3) chiều cao vút (Hvn) tất lâm phần hay ô tiêu chuẩn - Sau dựa vào phương trình tương quan sinh khối, carbon với nhân tố điều tra lâm phần để xác định sinh khối carbon cá lẻ Các phương trình tương quan để dự đốn tiêu sinh khối tươi, khô carbon cá lẻ cấp đất sau: - Sinh khối tươi: + Cấp đất I: lnPZt = -2,2690 + 2,7457.lnD1.3 + Cấp đất II: lnPZt = -0,0546 + 1,8005.lnD1.3 + Cấp đất III: lnPZt = 0,0258 + 1,7694.lnD1.3 85 + Cấp đấtIV: lnPZt = -0,8270 + 2,1673.lnD1.3 - Sinh khối khô: + Cấp đất I: lnPZk = -3,0694 + 2,7031.lnD1.3 + Cấp đất II: lnPZk = -1.0044 + 1,8254.lnD1.3 + Cấp đất III: lnPZk = -1,3600 + 2,0107.lnD1.3 + Cấp đất IV: lnPZk = -4,9455 + 3,5161.lnD1.3 - Carbon: + Cấp dất I: lnCZ = -3,8263 + 2,8837.lnD1.3 + Cấp đất II: lnCZ = -1,5137 + 1,9002.lnD1.3 + Cấp đất III: lnCZ = -1,7458 + 2,0147.lnD1.3 + Cấp đất IV: lnCZ = -3,6616 + 2,8437.lnD1.3  Trường hợp 2: Khi chưa biết cấp đất - Khi chưa biết cấp đất, để xác định sinh khối tươi, khô carbon cá lẻ tiến hành bước công việc ngoại nghiệp nội nghiệp cụ thể sau: + Lập ô tiêu chuẩn với diện tích 500 hoặc1000m2 + Đo đếm tồn đường kính (D1.3) chiều cao vút (Hvn) tất lâm phần hay ô tiêu chuẩn + Xác định cấp đất (đã trình bày phần phương pháp nghiên cứu) + Từ cấp đất tiêu D1.3 tiêu chuẩn, xác định sinh khối tươi, khô carbon cá lẻ Mỡ theo phương trình tương quan trường hợp - Nếu trường hợp không xác định cấp đất khơng cần xác định cấp đất xác định sinh khối carbon cá lẻ Mỡ dựa vào phương trình tương quan áp dụng chung khơng phụ thuộc vào cấp đất Phương trình cụ thể sau : + Sinh khối tươi: lnPZt = -0,7228 + 2,1003.lnD1.3 + Sinh khối khô: lnPZk = -1,8673 + 2,2097.lnD1.3 + Carbon: lnCZ = -2,3327 + 2,2646.lnD1.3 86 4.7.2 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối carbon mặt đất cá lẻ Mỡ Để xác định sinh khối, carbon mặt đất qua sinh khối , carbon mặt đất cá lẻ Mỡ, sử dụng trường hợp sau:  Trường hợp 1: Khi biết cấp đất: Để xác định sinh khối, carbon mặt đất cá lẻ Mỡ cần dựa vào phương trình tương quan sinh khối, carbon mặt đất cấp đất sau - Sinh khối tươi: + Cấp đất I : lnP1 = 2,2707 + 0,0086.P2 + Cấp đất II: lnP1 = 2,2532 + 0,0093.P2 + Cấp đất III: lnP1 = 1,9701 + 0,0136.P2 + Cấp đất IV: lnP1 = 2,5293 + 0,1948.P2 - Sinh khối khô: + Cấp đất I : lnP1 = -0,4308 + 0,7354.lnP2 + Cấp đất II: lnP1 = 1,1458 + 0,2210.lnP2 + Cấp đất III: lnP1 = -0,7657 + 0,7991.lnP2 + Cấp đất IV: lnP1 = 0,5911 + 0,4063.lnP2 Với: P1 sinh khối mặt đất cá lẻ P2 sinh khối mặt đất cá lẻ - Carbon: + Cấp đất I : lnC1 = -1,0706 + 0,8525.lnC2 + Cấp đất II: lnC1 = 0,2769 + 0,3762.lnC2 + Cấp đất III: lnC1 = -1,0497 + 0,8226.lnC2 + Cấp đất IV: lnC1 = 0,0162 + 0,4568.lnC2 Với: C1 carbon mặt đất cá lẻ C2 carbon mặt đất cá lẻ 87  Trường hợp 2: Khi chưa biết cấp đất: - Có thể tiến hành xác định cấp đất, sau sử dụng phương trình tương quan trường hợp - Trong trường hợp khơng có biểu cấp đất khơng cần xác định cấp đất xác định sinh khối khơ cá lẻ dựa vào phương trình tương quan áp dụng chung không phụ thuộc vào cấp đất + Sinh khối tươi: lnP1 = 2,2473 + 0,0089.P2 + Sinh khối khô: lnP1 = 1,2255 + 0,0235.P2 + Carbon: C1 = 0,1801 + 0,6399.C2 4.7.3 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối khô thông qua sinh khối tươi Khi biết sinh khối tươi, để xác định nhanh sinh khối khơ cá lẻ Mỡ sử dụng phương pháp sau:  Phương pháp 1: Dựa vào tỷ lệ % sinh khối khô so với sinh khối tươi Tỷ lệ % sinh khối khô so với sinh khối tươi cá lẻ Mỡ trung bình khoảng 40% Như vậy, nhiều trường hợp biết sinh khối tươi để xác định nhanh sinh khối khô cần lấy sinh khối tươi nhân với 40% Tuy nhiên, việc xác định khơng có độ xác cao nên áp dụng số trường hợp đặc biệt  Phương pháp 2: Dựa vào mối quan hệ sinh khối khô với sinh khối tươi cá lẻ Mỡ - Khi biết cấp đất: Để xác định sinh khối khô cá lẻ Mỡ cần dựa vào phương trình tương quan sinh khối khô với sinh khối tươi cá lẻ Mỡ cấp đất sau: + Cấp đất I : lnPZk = -0,6182 + 0,9351.lnPZt + Cấp đất II: lnPZk = -0,7065 + 0,9564.lnPZt + Cấp đất III: lnPZk = -1,2298 + 1,0984.lnPZt + Cấp đất IV: lnPZk = -1,9719 + 1,2441.lnPZt 88 - Khi chưa biết cấp đất: Trong trường hợp khơng có biểu cấp đất khơng cần xác định cấp đất xác định sinh khối khô cá lẻ dựa vào phương trình tương quan trường hợp dựa vào phương trình tương quan áp dụng chung khơng phụ thuộc vào cấp đất Phương trình cụ thể là: lnPZk = -0,7979 + 0,9803.lnPZt 4.7.4 Đề xuất ứng dụng xác định carbon thông qua sinh khối khô cá lẻ Hiện để xác định lượng carbon tích luỹ sinh khối khô gỗ, người ta thường sử dụng hệ số quy đổi 0,44 hệ số 0,5 (do tổ chức JIFPRO đề xuất), nhiên việc áp dụng số với tất loài cho phận khác chưa thực xác Để có độ xác cao hơn, đề tài đề xuất xác đinh lượng carbon tích lũy cá lẻ Mỡ thơng qua mối quan hệ carbon với sinh khối khô Khi biết sinh khối khô, để xác định carbon cá lẻ Mỡ sử dụng trường hợp sau:  Trường hợp 1: Khi biết cấp đât Để xác định nhanh carbon cá lẻ, cần dựa vào phương trình tương quan carbon sinh khối khơ Phương trình tương quan carbon với sinh khối khô cá lẻ Mỡ cấp đất sau: + Cấp đất I : lnCZ = -3,8263 + 2,8837.lnD1.3 + Cấp đất II: lnCZ = -1,5137 + 1,9002.lnD1.3 + Cấp đất III: lnCZ = -1,7458 + 2,0147.lnD1.3 + Cấp đất IV: lnCZ = -3,6616 + 2,8437.lnD1.3  Trường hợp 2: Khi chưa biết cấp đất Trong trường hợp khơng có biểu cấp đất khơng cần xác định cấp đất xác định carbon cá lẻ dựa vào phương trình tương quan trường hợp dựa vào phương trình tương quan áp dụng chung không phụ thuộc vào cấp đất Phương trình cụ thể là: 89 lnCZ = -0,0250 + 0,9093.lnPZk 4.7.5 Đề xuất ứng dụng xác định tổng sinh khối tươi khô cho lâm phần rừng trồng Mỡ Để xác định tổng sinh khối tươi khô cho lâm phần Mỡ sử dụng trường hợp sau:  Trường hợp 1: Khi biết cấp đất, để xác định tổng sinh khối toàn lâm phần theo cấp đất, cần tiến hành bước sau: - Lập tiêu chuẩn với diện tích 500 1000m2 - Đo đếm tiêu sinh trưởng D1.3, Hvn, N A tất lâm phần hay tiêu chuẩn - Sau dựa vào phương trình tương quan tổng sinh khối với nhân tố điều tra để xác định tổng sinh khối tồn lâm phần Các phương trình cụ thể sau: + Sinh khối tươi: Cấp đất I: lnPZttlp= -0,9885 + 2,2661.lnD1.3 + 1,0044.lnN lnPZttlp = 2,4274 + 1,6801.lnHvn + 0,7164.lnN lnPZttlp= 3,0584 + 0,9644.lnN + 0,7164.A Cấp đất II: lnPZttlp = 2,2799 + 1,4139.lnD1.3 + 0,8166.lnN lnPZttlp = 4,0271 + 1,25986.lnHvn + 0,6059.lnN lnPZttlp= 5,5761 + 0,5845.lnN + 0,1591.A Cấp đất III: lnPZttlp = 1,9138 + 1,4850.lnD1.3 + 0,8480.lnN lnPZttlp = 3,2006 + 1,3622.lnHvn + 0,7146.lnN lnPZttlp = 3,1183 + 0,9270.lnN + 0,1526.A Cấp đất III: lnPZttlp = 0,4333 + 2,0614.lnD1.3 + 0,8742.lnN lnPZttlp = 2,9333 + 0,73331.lnHvn + 0,9601.lnN lnPZttlp = 3,4908 + 0,9365.lnN + 0,0935.A lnPZttlp = 2,9070 + 0,2653.lnHvn + 0,9699.lnN + 0,0737.A 90 + Sinh khối khô: Cấp đất I: lnPZttlp= 2,4448 + 2,0777.lnD1.3 + 0,4496.lnN lnPZttlp= 6,1595 + 0,4128.lnN + 0,1536.A Cấp đất III: lnPZttlp = 4,9641 + 1,2552.lnD1.3 + 0,3762.lnN lnPZttlp = 6,1727 + 0,4264.lnN + 0,1223.A Cấp đất IV: lnPZttlp = -1,4571 + 2,9455.lnD1.3 + 0,7167.lnN lnPZttlp = 3,5221 + 0,7658.lnN + 0,1113.A Riêng cấp đất II không tồn tương quan tổng sinh khối với nhân tố điều tra lâm phần nên trường hợp cấp đất II không áp dụng  Trường hợp 2: Khi chưa biết cấp đất - Khi chưa biết cấp đất, tiến hành xác định cấp đất, sau sử dụng phương trình tương quan tổng sinh khối với nhân tố điều tra lâm phần cấp đất trường hợp - Trong trường hợp khơng có biểu cấp đất khơng cần xác định cấp đất xác định tổng sinh khối tươi khơ tồn lâm phần dựa vào phương trình tương quan tổng sinh khối với nhân tố điều tra lâm phần áp dụng chung khơng phụ thuộc vào cấp đất Phương trình cụ thể là: + Sinh khối tươi: lnPZttlp = 0,8425 + 1,7662.lnD1.3 + 0,9106.lnN lnPZttlp = 2,4170 + 1,2780.lnHvn + 0,8510.lnN lnPZttlp = 4,6254 + 0,8228.lnN + 0,0875.A lnPZttlp = 1,1604 + 1,4781.lnD1.3 + 0,9155.lnN + 0,0284.A lnPZttlp = 0,9924 + 1,0849.lnD1.3 + 0,6367.lnHvn + 0,9042.lnN + Sinh khối khô: lnPZtklp = 2,8684 + 1,5917.lnD1.3 + 0,5551.lnN lnPZttlp = 4,8828 + 0,9700.lnHvn + 0,4797.lnN lnPZttlp = 6,3342 + 0,4728.lnN + 0,0770.A 91 4.7.6 Đề xuất ứng dụng xác định tổng lượng carbon tích lũy lâm phần rừng trồng Mỡ Để xác định tổng lượng carbon tích lũy lâm phần rừng trồng Mỡ vùng Trung tâm Bắc Bộ nước ta, sử dụng trường hợp sau:  Trường hợp 1: Khi biết cấp đất Để xác định tổng carbon toàn lâm phần, cần tiến hành bước sau: - Lập ô tiêu chuẩn với diện tích 500 1000m2 - Đo đếm tiêu sinh trưởng D1.3, Hvn, N A, tất lâm phần hay ô tiêu chuẩn - Sau dựa vào phương trình tương quan tổng carbon với nhân tố điều tra để xác định tổng lượng carbon toàn lâm phần Các phương trình cụ thể sau: Cấp đất I: lnPZclp= 4,4558 + 1,3884.lnD1.3 + 0,4722.lnN lnPZclp= 6,8439 + 0,4497.lnN + 0,1103.A Cấp đất III: lnPZclp= 5,3730 + 1,0174.lnD1.3 + 0,4715.lnN lnPZclp = 6,6362 + 0,4877.lnN + 0,0892.A lnPZclp= 6,8130 + 0,7551.lnHvn + 0,3587.lnN Cấp đất IV: lnPZclp = 7,4419 + 0,3962.lnN + 0,0561.A  Trường hợp 2: Khi chưa biết cấp đất - Khi chưa biết cấp đất, tiến hành xác định cấp đất, sau sử dụng phương trình tương quan trường hợp - Trong trường hợp khơng có biểu cấp đất khơng cần xác định cấp đất xác định tổng carbon toàn lâm phần dựa vào phương trình tương quan áp dụng chung khơng phụ thuộc vào cấp đất: lnPZclp= 5,9426 + 0,8989.lnD1.3 + 0,4307.lnN lnPZclp= 6,5021 + 0,7264.lnHvn + 0,4092.lnN lnPZclp = 7,9041 + 0,3837.lnN + 0,0428.A 92 Chương KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sinh khối khô tươi cá lẻ Mỡ thay đổi theo tuổi theo cấp đất, tuổi tăng lên sinh khối tăng lên, cấp đất tốt sinh khối cao cấp đất xấu Cấu trúc sinh khối cá lẻ Mỡ gồm phần thân, cành, rễ, sinh khối tươi 60%, 8%, 7% 24%; sinh khối khô 63%, 8%, 5% 23% Từ kết nghiên cứu mối quan hệ sinh khối tươi, khô cá lẻ với nhân tố điều tra lâm phần, quan hệ sinh khối mặt đất, quan hệ sinh khối khô với tươi, sử dụng để: - Xác định dự báo nhanh sinh khối cá lẻ thông qua tiêu D1.3 Hvn phương trình lập bảng 4.3 4.6 - Xác định sinh khối tươi, khô mặt đất thông qua sinh khối tươi, khơ mặt đất phương trình lập bảng 4.2 4.5 - Xác định sinh khối khô thông qua sinh khối tươi phương trình lập bảng 4.8 Sinh khối bụi thảm tươi vật rơi rụng chiếm phần định tổng sinh khối rừng Sinh khối bụi thảm tươi dao động từ 640 10.728 kg/ha (sinh khối tươi), từ 238 - 2.669 kg/ha (Sinh khối khô) Sinh khối tươi vật rơi rụng dao dộng từ 4.270 - 12.500 kg/ha, sinh khối khô từ 2.879 7.036 kg/ha Có thể xác định sinh khối khơ bụi thảm tươi vật rơi rụng thông qua sinh khối tươi phương trình lập bảng 4.10 4.12 Tổng sinh khối tươi rừng trồng Mỡ dao động khoảng từ 53.440 - 30.9689 kg/ha cịn tổng sinh khối khơ dao động khoảng 22.965 - 105.026 kg/ha Tổng sinh khối rừng trồng Mỡ gồm sinh khối tầng gỗ, sinh khối bụi thảm tươi sinh khối vật rơi rụng, tỷ lệ sinh 93 khối tươi 86%, 6%, 8% sinh khối khô 81%, 6%, 14% Giữa tổng sinh khối tươi khơ tồn lâm phần thực tồn mối quan hệ với nhân tố điều tra như: D1.3, Hvn, tuổi (A) mật độ (N) cho bảng 4.14 4.16 Lượng carbon tích lũy cá lẻ Mỡ thay đổi theo tuổi cấp đất, tuổi tăng lên lượng carbon tích lũy tăng lên cấp đất tốt lượng carbon tích lũy cao cấp đất xấu Cấu trúc lượng carbon tích lũy cá lẻ gồm phần carbon chủ yếu tập trung vào thân 70%, rễ 19%, cành 7% thấp 4% Từ kết nghiên cứu mối quan hệ lượng carbon tích luỹ cá lẻ với nhân tố điều tra, carbon mặt đất với mặt đất, carbon với sinh khối khơ ta : - Xác định dự báo nhanh lượng carbon tích lũy thơng qua tiêu D1.3 phương trình lập bảng 4.20 - Xác định lượng carbon mặt đất thơng qua carbon mặt đất phương trình lập bảng 4.19 - Xác định lượng carbon tích lũy thơng qua sinh khối khơ phương trình lập cho bảng 4.21 Tổng lượng carbon tích luỹ bụi thảm tươi vật rơi rụng rừng trồng Mỡ dao động lớn Cây bụi thảm tươi dao dộng từ 128 1.568 kg/ha, vật rơi rụng dao động từ 1.652 - 4.337 kg/ha Giữa carbon với sinh khối khô bụi thảm tươi vật rơi rụng thực tồn mối quan hệ mức chặt chẽ (R>0,9) thông qua phương trình cho bảng 4.23 4.25 Tổng lượng carbon tích lũy rừng trồng mỡ lớn dao động khoảng từ 40.933 - 145.041 kg/ha Trong đó, chủ yếu tập trung vào carbon đất: trung bình 58% tầng gỗ 36%, carbon vật rơi rụng 4% carbon bụi thảm tươi 2% Tổng carbon toàn lâm phần nhân tố điều tra dễ xác định D1.3; Hvn; mật độ (N) tuổi (A) có mối quan hệ chặt chẽ với cho bảng 4.28 94 Từ kết tính đề tài đề xuất số ứng dụng việc xác định sinh khối carbon rừng trồng Mỡ thông qua nhân tố dễ xác định D1.3, Hvn, mật độ tuổi Xác định sinh khối, carbon cá lẻ Mỡ mặt đất thông qua sinh khối, carbon mặt đất; Xác định sinh khối khô cá lẻ Mỡ thông qua sinh khối tươi xác định lượng carbon tích lũy cá lẻ Mỡ thông qua sinh khối khô 5.2 Tồn - Đề tài chưa nghiên cứu sinh khối lượng carbon tích lũy cho đối tượng rừng Mỡ trồng tất cấp tuổi, dừng lại cấp tuổi 6, 8, 10, 12, 14,16, 18 - Do đặc điểm đối tượng nghiên cứu khơng có đầy đủ cấp tuổi cấp đất, nên cấp đất đầy đủ cấp tuổi để việc nghiên cứu so sánh xác - Do thời gian có hạn nên đề tài tập trung nghiên cứu tỉnh Tuyên Quang Phú thọ, chưa mở rộng nghiên cứu cho tỉnh khác trồng nhiều rừng Mỡ Yên Bái, Lào Cai, Thái Nguyên, Quảng Ninh, 5.3 Kiến nghị - Tiếp tục nghiên cứu trạng thảm thực vật trước trồng rừng diễn biến rừng trước thời điểm điều tra để xác định đường carbon sở thảm thực vật rừng trước trồng rừng lượng carbon tích luỹ rừng tỉa thưa - Tiếp tục triển khai nghiên cứu sinh khối lượng carbon tích lũy cho nhiều đối tượng rừng trồng nhiều cấp tuổi khác nhiều địa điểm nước Nhằm so sánh sinh khối khả hấp thụ carbon loài khác lập địa khác nước ta Từ dễ dàng lựa chọn đối tượng xây dựng dự án CDM 95 Mục Lục Trang Danh mục từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình, ảnh Lời nói đầu Mục lục i ii iii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU………………………4 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu sinh khối suất rừng 1.1.2 Nghiên cứu khả hấp thụ carbon rừng 1.1.3 Nghiên cứu Mỡ (Manglietia conifera Dandy) 11 1.2 Ở Việt Nam 12 1.2.1 Nghiên cứu sinh khối suất rừng 12 1.2.2 Nghiên cứu khả hấp thụ carbon rừng 14 1.2.3 Các hoạt động liên quan đến CDM Việt Nam 16 1.2.4 Nghiên cứu Mỡ 18 1.3 Nhận xét đánh giá chung 20 Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 21 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 21 2.3 Nội dung nghiên cứu 22 2.4 Phương pháp nghiên cứu 22 2.4.1 Quan điểm cách tiếp cận đề tài 22 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 23 96 2.4.2.1 Phương pháp thu thập số liệu 23 2.4.2.2 Xử lý số liệu 27 Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 29 3.1 Điều kiện tự nhiên 29 3.1.1 Tỉnh Tuyên Quang 29 3.1.1.1 Vị trí địa lý 29 3.1.1.2 Địa hình, địa 29 3.1.1.3 Khí hậu, thủy văn 30 3.1.1.4 Địa chất, thổ nhưỡng 30 3.1.1.5 Hiện trạng đất đai tài nguyên rừng 31 3.1.2 Tỉnh Phú Thọ 32 3.1.2.1 Vị trí địa lý 32 3.1.2.2 Địa hình, địa 32 3.1.2.3 Khí hậu, thủy văn 33 3.1.2.4 Địa chất thổ nhưỡng 33 3.1.2.5 Hiện trạng đất đai tài nguyên rừng 34 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 35 3.2.1 Tỉnh Tuyên Quang 35 3.2.2 Tỉnh Phú Thọ 35 3.3 Nhận xét đánh giá chung điều kiện khu vực nghiên cứu 36 3.3.1 Thuận lợi 36 3.3.2 Khó khăn 37 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Nghiên cứu sinh khối cá lẻ 38 4.1.1 Nghiên cứu sinh khối tươi cá lẻ 38 4.1.1.1 Cấu trúc sinh khối tươi cá lẻ 38 4.1.1.2 Mối quan hệ sinh khối tươi mặt đất cá lẻ 41 97 4.1.1.3 Mối quan hệ sinh khối tươi cá lẻ với nhân tố điều tra lâm phần 43 4.1.2 Nghiên cứu sinh khối khô cá lẻ 44 4.1.2.1 Cấu trúc sinh khối khô cá lẻ 44 4.1.2.2 Mối quan hệ sinh khối khô mặt đất cá lẻ 47 4.1.3 Mối quan hệ sinh khối khô với sinh khối tươi cá lẻ Mỡ 49 4.2 Nghiên cứu sinh khối bụi, thảm tươi vật rơi rụng 51 4.2.1 Nghiên cứu sinh khối bụi, thảm tươi 51 4.2.1.1 Cấu trúc sinh khối bụi, thảm tươi 51 4.2.1.2 Mối quan hệ sinh khối tươi với sinh khối khô bụi, thảm tươi… .…………………………………… 54 4.2.2 Nghiên cứu sinh khối vật rơi rụng 54 4.3 Nghiên cứu tổng sinh khối toàn lâm phần 57 4.3.1 Nghiên cứu tổng sinh khối tươi toàn lâm phần 57 4.3.1.1 Cấu trúc tổng sinh khối tươi toàn lâm phần 57 4.3.1.2 Mối quan hệ tổng sinh khối tươi toàn lâm phần với nhân tố điều tra 61 4.3.2 Nghiên cứu tổng sinh khối khơ tồn lâm phần 63 4.3.2.1 Cấu trúc tổng sinh khối khơ tồn lâm phần 63 4.4 Nghiên cứu lượng carbon tích lũy cá lẻ 67 4.4.1 Cấu trúc carbon tích lũy cá lẻ 67 4.4.2 Mối quan hệ carbon mặt đất mặt đất cá lẻ 71 4.4.3 Mối quan hệ carbon cá lẻ với nhân tố điều tra lâm phần 72 4.4.4 Mối quan hệ carbon với sinh khối khô cá lẻ 73 4.5 Nghiên cứu lượng carbon tích lũy bụi thảm tươi, vật rơi rụng đất 75 4.5.1 Nghiên cứu lượng carbon tích lũy bụi, thảm tươi 75 4.5.1.1 Cấu trúc carbon tích lũy bụi, thảm tươi 75 4.5.1.2 Mối quan hệ carbon với sinh khối khô bụi thảm tươi 76 4.5.2 Nghiên cứu lượng carbon tích lũy vật rơi rụng 77 98 4.5.2.1 Cấu trúc carbon tích lũy vật rơi rụng 77 4.5.2.2 Mối quan hệ carbon với sinh khối khô vật rơi rụng 78 4.5.3 Nghiên cứu lượng carbon tích lũy đất rừng 79 4.6 Nghiên cứu tổng lượng carbon tích lũy rừng Mỡ 81 4.6.1 Cấu trúc tổng lượng carbon tích lũy lâm phần 81 4.6.2 Mối quan hệ tổng carbon toàn lâm phần với nhân tố điều tra 83 4.7 Đề xuất số ứng dụng việc xác định sinh khối lượng carbon tích lũy rừng trồng Mỡ 84 4.7.1 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối tươi, khô carbon cá lẻ Mỡ dựa vào nhân tố điều tra lâm phần 84 4.7.2 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối carbon mặt đất cá lẻ Mỡ 86 4.7.3 Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối khô thông qua sinh khối tươi cá lẻ Mỡ 87 4.7.4 Đề xuất ứng dụng xác định carbon thông qua sinh khối khô cá lẻ 88 4.7.5 Đề xuất ứng dụng xác định tổng sinh khối tươi khô cho lâm phần rừng trồng Mỡ 89 4.7.6 Đề xuất ứng dụng xác định tổng lượng carbon tích lũy lâm phần rừng trồng Mỡ 91 Chương 5: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 92 5.1 Kết luận 92 5.2 Tồn 94 5.3 Kiến nghị 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ... carbon mà rừng Mỡ trồng tạo ra, việc nghiên cứu xác định sinh khối lượng carbon hấp thụ rừng Mỡ cần thiết Xuất phát từ u cầu đó, tơi tiến hành thực đề tài: ? ?Nghiên cứu sinh khối khả hấp thụ carbon. .. dung nghiên cứu - Nghiên cứu sinh khối cá lẻ - Nghiên cứu sinh khối bụi thảm tươi vật rơi rụng - Nghiên cứu sinh khối toàn lâm phần - Nghiên cứu lượng carbon tích luỹ cá lẻ - Nghiên cứu lượng carbon. .. sinh khối rừng như: Viên Ngọc Nam, Nguyễn Dương Thụy(1991) nghiên cứu sinh khối rừng Đước Cần Giờ; Nguyễn Văn Bé (1999) nghiên cứu sinh khối rừng Đước Bến Tre, 1.2.2 Nghiên cứu khả hấp thụ carbon