Luận văn sư phạm Nghiên cứu khả năng tích tụ Carbon của rừng ngập mặn tự nhiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Mộng Hằng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Thị Mộng Hằng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH TỤ CARBON CỦA RỪNG NGẬP MẶN TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 60 42 01 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS VIÊN NGỌC NAM Thành phố Hồ Chí Minh – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu thu thập, kết hình ảnh nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các trích dẫn bảng biểu, kết nghiên cứu tác giả khác; tài liệu tham khảo luận văn có nguồn gốc rõ ràng theo quy định TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 09 năm 2014 Người viết cam đoan Nguyễn Thị Mộng Hằng LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: - PGS TS Viên Ngọc Nam, Thầy hướng dẫn tơi nhiệt tình, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực luận văn - Các Anh Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thu thập số liệu thu mẫu cho luận văn - Các Thầy, Cô giảng dạy Khoa Sinh học Thầy Cơ Phịng Thí nghiệm Di truyền Thực vật, trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh - Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè lớp Sinh thái học – Cao học khóa 23 động viên giúp đỡ nhiều tinh thần vật chất để tơi hồn thành luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 09 năm 2014 Nguyễn Thị Mộng Hằng MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục bảng Danh mục hình Danh mục kí hiệu chữ viết tắt MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 12 1.1 Tổng quan rừng ngập mặn 12 1.1.1 Rừng ngập mặn vai trò rừng ngập mặn 12 1.1.2 Phân bố rừng ngập mặn 12 1.1.3 Các nghiên cứu rừng ngập mặn cần 16 1.2 Các nghiên cứu tích tụ carbon 17 1.2.1 Các nghiên cứu giới 17 1.2.2 Nghiên cứu việt nam 25 1.3 Các phương pháp nghiên cứu 35 1.4 Phương pháp xây dựng phương trình sinh khối 38 1.5 Nhận định tổng quan 41 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.1 Đối tượng nghiên cứu 43 2.2 Nội dung nghiên cứu 44 2.2.1 Điều tra nhân tố liên quan 44 2.2.2 Xác định tỉ trọng gỗ loài nghiên cứu 44 2.2.3 Xây dựng phương trình tính sinh khối chung cho loài nghiên cứu rừng ngập mặn tự nhiên cần 45 2.2.4 Xác định hệ số chuyển đổi 45 2.2.5 Xem xét tương quan lượng carbon tích tụ với nhân tố điều tra 45 2.2.6 Tính tốn giá trị tiền khả hấp thu CO2 rừng ngập mặn tự nhiên Cần Giờ 45 2.3 Phương pháp luận 45 2.4 Phương pháp thực 46 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 54 3.1 Kết nhân tố điều tra 54 3.1.1 Tổ thành loài khu vực nghiên cứu 54 3.1.2 Đặc trưng thống kê đường kính trung bình, chiều cao trung bình, mật độ trữ lượng 30 ô đo đếm 57 3.2 Tỉ trọng gỗ loài nghiên cứu 58 3.3 Xây dựng phương trình tính sinh khối 60 3.3.1 Tương quan chiều cao vút (Hvn) đường kính (D1,3) 60 3.3.2 Xác định sinh khối cá thể 62 3.3.3 Tương quan sinh khối (AGB) theo đường kính (D1,3) 65 3.3.4 Xây dựng phương trình tính sinh khối cho loài nghiên cứu rừng ngập mặn tự nhiên cần 67 3.4 Carbon tích tụ đo đếm 74 3.4.1 Sinh khối mặt đất lồi đo đếm 74 3.4.2 Sinh khối mặt đất ô đo đếm 75 3.4.2 Carbon mặt đất lượng CO2 tích tụ 30 ô đo đếm 77 3.5 Hệ số chuyển đổi phương trình 80 3.5.1 Hệ số chuyển đổi phương trình sinh khối 80 3.5.2 Hệ số chuyển đổi phương trình carbon 83 3.6 Tương quan lượng carbon tích tụ với nhân tố điều tra 85 3.7 Tính tốn giá trị tiền khả hấp thu CO2 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Đặc điểm sinh thái, phân bố loài ngập mặn nghiên cứu rừng ngập mặn Cần Giờ 43 Bảng 2.2 Hệ số chuyển đổi sinh khối theo đường kính 51 Bảng 3.1 Thống kê loài cây, số lượng lồi số đo đếm trung bình (D1,3, Hvn, Vcây) 55 Bảng 3.2 Chỉ số giá trị quan trọng IVI (%) lồi đo đếm 56 Bảng 3.3 Thống kê mô tả yếu tố lâm phần (Đường kính, chiều cao, mật độ, trữ lượng 30 ô đo đếm 57 Bảng 3.4 Tỉ trọng gỗ loài nghiên cứu RNM tự nhiên Cần Giờ 59 Bảng 3.5 Các lồi có số IVI cao số cần lấy để xây dựng phương trình sinh khối 61 Bảng 3.6 Các phương trình tương quan chiều cao đường kính 61 Bảng 3.7 Thống kê yếu tố cá thể 63 Bảng 3.8 Hệ số tương quan AGB với chiều cao (Hvn) đường kính (D1,3) 65 Bảng 3.9 Phương trình tương quan AGB D1,3 65 Bảng 3.10 Phương trình sinh khối độ sai lệch trung bình 69 Bảng 3.11 Phương trình sinh khối lồi nghiên cứu độ sai lệch trung bình 69 Bảng 3.12 Phương trình sinh khối theo phương trình 3.4 3.4c 70 Bảng 3.13 Sinh khối mặt đất 30 ô đo đếm 76 Bảng 3.14 Phân tích ANOVA, so sánh trung bình sinh khối theo phương trình 77 Bảng 3.15 Carbon tích tụ ô đo đếm 79 Bảng 3.16 Các phương trình sinh khối loài ngập mặn Cần Giờ theo phương trình chung 3.4 theo Viên Ngọc Nam 81 Bảng 3.17 Các phương trình tương quan sinh khối phương trình 3.4 (AGBa) phương trình 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 (AGBb) 82 Bảng 3.18 Hệ số chuyển đổi phương trình 3.4 (AGBa) phương trình 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 (AGBb) 83 Bảng 3.19 Phương trình carbon loài 84 Bảng 3.20 Tương quan phương trình AGC 84 Bảng 3.21 Hệ số chuyển đổi phương trình AGC 84 Bảng 3.22 Lượng tích tụ carbon nhân tố điều tra theo hecta 86 Bảng 3.23 Ma trận tương quan AGC với nhân tố điều tra 87 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Vị trí 30 đo đếm bố trí khu vực nghiên cứu 47 Hình 2.2 Bố trí đo đếm định vị ô đo đếm máy GPS 48 Hình 2.3 Xác định đường kính thân thu mẫu gỗ tính tỉ trọng 48 Hình 2.4 Các mẫu gỗ sau thu thập với đường kính khác 48 Hình 2.5 Các bước tính tỉ trọng gỗ 49 Hình 3.1 Tỉ trọng gỗ loài nghiên cứu RNM tự nhiên Cần Giờ 59 Hình 3.2 AGB tính theo phương trình (1), (2), (3), (4) 66 Hình 3.3 Sinh khối Mắm trắng theo phương trình tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) phương trình 3.4 71 Hình 3.4 Sinh khối lồi Cóc trắng theo phương trình tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) phương trình 3.4 71 Hình 3.5 Sinh khối lồi Đước đơi theo phương trình tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) phương trình 3.4 72 Hình 3.6 Sinh khối lồi Dà vơi theo phương trình tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) phương trình 3.4 72 Hình 3.7 Sinh khối lồi Dà qnh theo phương trình tác giả Komiyama (3.4a), Chave (3.4b), Viên Ngọc Nam (3.4c) phương trình 3.4 73 Hình 3.8 Sinh khối mặt đất số IVI lồi đo đếm 75 Hình 3.9 Tỉ lệ phần trăm lượng CO2 hấp thụ 30 ô đo đếm 78 Hình 3.10 Mối tương quan phương trình 3.4 (AGBa) phương trình 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 (AGBb) 82 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ABD Above ground biomass density - Trữ lượng sinh khối mặt đất AGC Above ground Carbon density – Trữ lượng carbon mặt đất AGB Above ground biomass - Sinh khối mặt đất B Biomas - Sinh khối BEF Hệ số biến đổi CO2 Carbon Dioxide - Cacbonic D1,3 Đường kính đo chiều cao 1,3 mét GIS Geographical Information System - Hệ thống thơng tin địa lí GPS Global Position System - Hệ thống định vị toàn cầu Hvn Chiều cao vút H2 O Nước IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change – Ban Liên Chính phủ Biến đổi khí hậu PT Phương trình REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation Chương trình giảm phát thải phá rừng thối hóa rừng RNM Rừng ngập mặn TB Trung bình UNDP Chương trình mơi trường Liên Hiệp Quốc UNFCCC United Nations Frame Convention on Climate Change – Công ước khung Liên Hiệp Quốc vế biến đổi khí hậu VOB Volume over bark - Thể tích tính vỏ VQG Vườn quốc gia WB World Bank - Ngân hàng giới WD Wood density - Tỷ trọng gỗ PL 39 Phụ lục 15 Phương trình tương quan AGC G Simple Regression - C vs, G Dependent variable: C Independent variable: G Multiplicative model: Y = a*X^b Coefficients Least Squares Parameter Estimate Intercept 2,464 Slope 1,038 Standard Error 0,1145 0,04779 NOTE: intercept = ln(a) Analysis of Variance Source Sum of Squares Model 7,29 Residual 0,4324 Total (Corr,) 7,722 T Statistic P-Value 21,52 0,0000 21,73 0,0000 Df Mean Square F-Ratio P-Value 7,29 472,02 0,0000 28 0,01544 29 Correlation Coefficient = 0,9716 R-squared = 94,4 percent R-squared (adjusted for d,f,) = 94,2 percent Standard Error of Est, = 0,1243 Mean absolute error = 0,08997 Durbin-Watson statistic = 1,893 (P=0,3682) Lag residual autocorrelation = 0,001264 The StatAdvisor The output shows the results of fitting a multiplicative model to describe the relationship between C and G, The equation of the fitted model is C = exp(2,464 + 1,038*ln(G)) or ln(C) = 2,464 + 1,038*ln(G) Since the P-value in the ANOVA table is less than 0,05, there is a statistically significant relationship between C and G at the 95,0 % confidence level, PL 40 Plot of Fitted Model 400 C 300 200 100 0 12 G 16 20 24 20 24 Plot of Fitted Model C = exp(2.464 + 1.038*ln(G)) 400 C 300 200 100 0 12 G 16 Residual Plot C = exp(2.464 + 1.038*ln(G)) 4.6 Studentized residual 2.6 0.6 -1.4 -3.4 12 G 16 20 24 PL 41 Phụ lục 16 Sinh khối loài Cóc trắng theo phương trình 3.4 (AGBa) 3.8 (AGBb) Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 AGBa (kg) 5,641 7,046 7,874 5,298 9,824 6,556 5,214 8,090 15,493 8,309 23,840 15,493 4,054 6,750 10,071 11,096 32,657 55,980 87,344 5,382 3,707 5,817 13,928 7,046 10,448 11,767 3,067 4,054 5,817 3,707 18,034 11,767 6,366 3,067 AGBb (kg) 8,268 10,123 11,201 7,809 13,700 9,481 7,697 11,480 20,739 11,763 30,701 20,739 6,122 9,735 14,013 15,305 40,884 66,773 100,103 7,923 5,642 8,503 18,823 10,123 14,490 16,146 4,748 6,122 8,503 5,642 23,814 16,146 9,231 4,748 stt 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 AGBa (kg) 5,641 7,046 8,090 4,054 4,199 2,500 3,067 11,767 44,434 14,698 23,840 13,183 13,183 20,621 10,448 3,707 4,574 19,860 5,641 23,840 15,493 11,767 12,463 8,090 15,655 20,814 12,322 11,228 24,904 16,989 18,034 4,421 6,088 8,759 AGBb (kg) 8,268 10,123 11,480 6,122 6,320 3,942 4,748 16,146 54,111 19,768 30,701 17,905 17,905 26,904 14,490 5,642 6,831 25,999 8,268 30,701 20,739 16,146 17,012 11,480 20,937 27,133 16,837 15,471 31,946 22,555 23,814 6,624 8,863 12,341 PL 42 Phụ lục 17 Sinh khối lồi Dà qnh theo phương trình 3.4 (AGBa) 3.6 (AGBb) Stt AGBa AGBb AGBa AGBb AGBa AGBb Stt Stt (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) (kg) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 5,85 7,22 6,29 13,11 5,51 7,12 6,47 4,29 5,68 9,32 5,85 45,35 4,50 10,50 5,43 4,80 5,03 3,94 5,03 13,82 9,32 18,05 54,80 9,55 21,27 22,41 13,82 8,23 16,09 8,87 12,99 15,83 13,90 27,78 12,28 15,63 14,27 9,70 12,63 20,14 12,99 89,39 10,15 22,53 12,11 10,78 11,27 8,96 11,27 29,19 20,14 37,54 106,8 20,61 43,81 46,02 29,19 17,91 33,68 19,23 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 8,65 5,68 4,80 20,34 7,22 9,90 4,08 4,65 5,03 12,42 3,49 3,88 6,29 8,44 4,08 3,94 4,65 5,03 4,73 7,61 3,31 9,10 7,61 6,29 5,85 2,63 3,01 2,74 3,19 18,78 12,63 10,78 42,01 15,83 21,31 9,25 10,47 11,27 26,40 7,99 8,82 13,90 18,34 9,25 8,96 10,47 11,27 10,62 16,64 7,59 19,68 16,64 13,90 12,99 6,12 6,95 6,35 7,33 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 3,94 3,31 22,80 2,23 2,23 2,74 2,74 2,23 1,79 2,00 3,55 4,65 3,31 1,79 2,23 1,79 3,31 6,29 1,79 4,22 4,65 3,94 4,65 17,72 10,50 9,78 4,22 5,43 6,74 8,96 7,59 46,77 5,24 5,24 6,35 6,35 5,24 4,25 4,73 8,12 10,47 7,59 4,25 5,24 4,25 7,59 13,90 4,25 9,55 10,47 8,96 10,47 36,88 22,53 21,08 9,55 12,11 14,84 Stt AGBa (kg) AGBb (kg) 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 9,32 9,32 16,57 8,23 5,19 10,14 3,94 7,51 11,76 4,65 6,29 6,20 5,43 6,29 8,76 4,65 10,02 6,29 8,98 7,71 10,87 6,83 27,35 21,27 6,02 8,76 5,03 6,65 8,55 20,14 20,14 34,62 17,91 11,60 21,80 8,96 16,44 25,07 10,47 13,90 13,71 12,11 13,90 19,01 10,47 21,55 13,90 19,46 16,85 23,27 15,04 55,52 43,81 13,35 19,01 11,27 14,65 18,56 PL 43 Phụ lục 18 Sinh khối lồi Đước đơi theo phương trình 3.4 (AGBa) 3.7 (AGBb) Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 AGBa (kg) 16,72 21,52 8,01 44,09 4,17 4,99 2,57 3,13 2,57 3,76 12,22 11,82 3,69 20,20 2,57 5,31 8,01 7,50 24,10 22,10 11,55 38,95 5,23 21,14 5,64 13,19 15,12 19,83 13,62 14,81 AGBb (kg) 44,628 55,995 23,051 106,683 12,813 15,058 8,302 9,907 8,302 11,674 33,677 32,677 11,490 52,908 8,302 15,926 23,051 21,716 61,992 57,348 32,019 95,433 15,706 55,103 16,821 36,077 40,784 52,044 37,135 40,039 Stt 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 AGBa (kg) 38,40 4,10 3,44 6,17 2,32 18,41 6,08 26,20 9,68 24,10 8,12 16,72 8,55 20,20 23,08 8,55 16,72 18,41 53,54 33,18 16,72 7,50 7,91 3,44 5,64 7,10 4,17 20,20 28,42 19,83 13,62 AGBb (kg) 94,226 12,619 10,770 18,216 7,559 48,669 17,979 66,840 27,328 61,992 23,323 44,628 24,431 52,908 59,644 24,431 44,628 48,669 127,023 82,635 44,628 21,716 22,780 10,770 16,821 20,680 12,813 52,908 71,895 52,044 37,135 PL 44 Phụ lục 19 Sinh khối lồi Mắm trắng theo phương trình 3.4 (AGBa) 3.5 (AGBb) Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 AGBa (kg) 32,623 83,911 24,143 17,956 6,543 44,081 8,328 9,266 29,915 31,932 5,951 8,946 6,370 3,786 18,772 7,263 8,028 24,725 7,078 22,261 6,370 4,794 10,152 91,955 37,206 35,964 36,210 22,261 84,323 25,119 31,477 31,704 25,119 6,719 66,255 AGBb (kg) 46,531 113,559 35,016 26,476 10,205 61,831 12,815 14,174 42,875 45,600 9,330 13,712 9,950 6,087 27,611 11,261 12,379 35,814 10,991 32,433 9,950 7,607 15,450 123,814 52,681 51,019 51,349 32,433 114,086 36,352 44,986 45,293 36,352 10,463 90,850 Stt 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 AGBa (kg) 8,028 23,759 3,137 1,968 1,886 20,124 11,574 9,266 7,930 5,788 12,200 10,967 6,370 9,926 66,255 3,482 69,878 18,443 12,327 12,978 5,548 10,730 28,189 5,548 16,238 31,477 3,423 4,442 2,710 3,193 6,370 4,651 2,919 12,846 9,703 AGBb (kg) 12,379 34,491 5,096 3,282 3,151 29,485 17,487 14,174 12,236 9,088 18,379 16,620 9,950 15,125 90,850 5,624 95,536 27,154 18,561 19,484 8,733 16,281 40,534 8,733 24,076 44,986 5,534 7,078 4,439 5,182 9,950 7,393 4,761 19,297 14,804 PL 45 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 11,574 12,200 9,266 3,786 22,078 7,833 68,052 3,482 21,355 7,544 5,548 19,611 45,486 9,814 71,734 98,625 97,268 64,487 37,457 19,611 68,052 23,190 79,457 9,592 9,483 17,487 18,379 14,174 6,087 32,181 12,094 93,176 5,624 31,185 11,673 8,733 28,774 63,690 14,964 97,931 132,279 130,560 88,559 53,017 28,774 93,176 33,710 107,858 14,645 14,487 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 9,483 11,574 12,715 2,919 28,189 5,869 12,073 15,639 4,794 4,306 12,846 6,370 5,788 6,370 11,574 4,106 29,915 30,356 5,548 12,073 9,266 11,574 20,471 37,963 3,482 14,487 17,487 19,112 4,761 40,534 9,208 18,198 23,237 7,607 6,873 19,297 9,950 9,088 9,950 17,487 6,572 42,875 43,472 8,733 18,198 14,174 17,487 29,965 53,693 5,624 PL 46 Phụ lục 20 Kiểm tra T-test phương trình sinh khối lồi Cóc trắng t-Test: Two-Sample Assuming Equal Variances Mean Variance Observations Pooled Variance Hypothesized Mean Difference df t Stat P(T