Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng keo tai tượng (acacia mangium) trên địa bàn thành phố thái nguyên, tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN TRỌNG BẰNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON CỦA RỪNG TRỒNG KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium) TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN Ngành: Lâm học Mã số ngành : 62 02 01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC THÁI NGUYÊN, 2020 Cơng trình hồn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: TS ĐỖ HỒNG CHUNG Phản biện 1: TS Hồng Văn Thắng Phản biện 2: TS Nguyễn Công Hoan Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn Họp tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Ngày 16 tháng 01 năm 2021 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên Thư viện Trường Đại học Nông lâm - Đại học Thái Nguyên MỞ ĐẦU Đặt vấn đề 1.1 Tính cấp thiết Ở Việt Nam chúng ta, năm cuối kỷ XX, với hậu chiến tranh kháng chiến chống Mỹ, sức ép điều kiện kinh tế, gia tăng dân số, kiến thức môi trường, lực quản lý diện tích rừng ngày bị thu hẹp, nguồn tài nguyên rừng bị triệt phá hoàn toàn, giá trị kinh tế, vai trị điều hồ khí hậu, điều hoà sinh thái rừng suy giảm nghiêm trọng, chí cân sinh thái, giảm khả điều hoà nguồn nước bề mặt nước ngầm, ảnh hưởng lớn tới khí hậu, tới đời sống người dân Thành phố Thái Nguyên đô thị loại I trung tâm trị, kinh tế, văn hoá - xã hội tỉnh Thái Nguyên vùng Việt Bắc: có vị trí thuận lợi, quan trọng việc phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Thái Nguyên tỉnh miền núi phía Bắc Thành phố Thái Nguyên có 32 xã, phường (11 xã, 21 phường) với tổng diện tích tự nhiên là: 222,93km2 diện tích rừng đất lâm nghiệp là: 2.226,09ha (Theo Quyết định số:1518/QĐ-UBND ngày 10/7/2014 UBND tỉnh Thái Nguyên việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch loại rừng tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020) tập trung 08 xã gồm: (Tân Cương: 122,83ha; Thịnh Đức: 52,01ha; Cao Ngạn: 34,88ha; Phúc Xuân: 742,43ha; Phúc Trìu: 538,47ha; Sơn Cẩm: 262,35ha; Linh Sơn: 427,2ha xã Đồng Liên là: 46,1ha) Phần lớn diện tích rừng giao cho hộ gia đình, cá nhân quản lý, chủ yếu rừng sản xuất trồng Keo, góp phần lớn tỷ lệ che phủ rừng địa phương, ngồi cịn góp phần phát triển kinh tế nghề rừng người dân địa phương Nhằm sâu nghiên cứu, đánh giá giá trị môi trường khả tích luỹ bon rừng trồng Keo địa bàn xã có rừng thành phố Thái Nguyên nay, dự báo khả hấp thụ CO rừng Keo phương thức quản lý rừng để làm sở khuyến khích, xây dựng chế chi trả dịch vụ mơi trường, vấn đề thiếu nhiều nghiên cứu Việt Nam Trên sở đó, có đề xuất, khuyến cáo người dân, cấp uỷ, quyền địa phương để có định hướng, lựa chọn loại để đưa vào trồng rừng địa phương nhằm đáp ứng tốt hiệu kinh tế hiệu bảo vệ môi trường thời gian tới Từ điều kiện thực tiễn nhu cầu khoa học với trí trường Đại học Nơng Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, thực đề tài: “Nghiên cứu khả tích lũy bon rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) địa bàn thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên” 1.2 Mục tiêu 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Xác định khả tích lũy bon rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá trạng rừng trồng số đặc điểm đặc trưng rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên - Đánh giá lượng sinh khối rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên - Đánh giá lượng bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên - Lượng hóa lực hấp thu CO2 rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên - Bước đầu lượng hóa giá trị mơi trường rừng trồng Keo tai tượng khu vực nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghiã thực tiễn đề tài - Về mặt khoa học: Bổ sung dẫn chứng khoa học cho nhà quản lý đánh giá cách tổng quát tiêu quản lý, bảo vệ phát triển rừng Về mặt thực tiễn: Kết nghiên cứu đề tài sẽ góp phần cho địa phương tham khảo hoạch định sách quản lý, bảo vệ phát triển tài nguyên rừng Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu sinh khối suất rừng 1.2 Nghiên cứu khả hấp thụ CO2 rừng 1.3 Nghiên cứu tích lũy bon rừng trồng Keo tai tượng 1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu 1.4.1 Điều kiện tự nhiên 1.4.1.1 Vị trí địa lý 1.4.1.2 Địa hình, địa mạo 1.4.1.3 Khí hậu 1.4.1.4 Thuỷ văn 1.4.1.5 Hiện trạng tài nguyên rừng 1.4.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 1.4.3 Đánh giá chung 1.4.3.1 Thuận lợi 1.4.3.2 Khó khăn, hạn chế Chương ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài lâm phần rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu đề tài tập trung xác định lượng bon tích lũy mặt đất rừng trồng Keo tai tượng (từ tuổi đến tuổi 7) địa bàn thành phố Thái Nguyên 2.2 Nội dung Đề tài nghiên cứu tập trung vào giải số nội dung sau: Nội dung 1: Nghiên cứu trạng số đặc điểm đặc trưng rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên Nội dung 2: Xác định sinh khối mặt đất rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên - Xác định sinh khối tầng gỗ - Xác định sinh khối tầng bụi thảm tươi - Xác định sinh khối tầng thảm mục Nội dung 3: Xác định lượng bon tích lũy mặt đất rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Ngun - Tính tốn lượng bon tích lũy tầng gỗ - Tính tốn lượng bon tích lũy tầng bụi thảm tươi - Tính tốn lượng bon tích lũy tầng thảm mục Nội dung 4: Lượng hóa lực hấp thu CO2 rừng trồng rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Cách tiếp cận Để đạt mục tiêu đề ra, cách tiếp cận tự nhiên tiếp cận cộng đồng lựa chọn Hệ thống ô tiêu chuẩn lập cho hoạt động điều tra rừng để xác định lượng bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng khu vực nghiên cứu Kết hợp với điều tra thực địa hoạt động điều tra cộng đồng nhằm xác định kỹ thuật trồng, định mức đầu tư, chế độ chăm sóc, quản lý bảo vệ áp dụng hiệu kinh tế rừng trồng Keo khu vực nghiên cứu 2.3.2 Phương pháp kế thừa Kế thừa kết nghiên cứu trước làm sở cho việc so sánh, phân tích phục vụ cho việc viết tổng quan tài liệu đánh giá trạng rừng 2.3.3 Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn 2.3.3.1 Số lượng vị trí mẫu Số mẫu xác định theo tuổi rừng trồng, tuổi lựa chọn đo đếm OTC điển hình đại diện cho xã (tổng 40 OTC) Các ô mẫu lựa chọn đại diện cho toàn khu vực, cho ô đo đếm phân bố toàn diện tích rừng trồng Keo khu vực nghiên cứu 2.3.3.2 Hình dạng kích thước mẫu Hình 2.1 Sơ đồ bố trí đo đếm 2.3.3.3 Các bể chứa bon phần mặt đất cần đo đếm 2.3.3.4 Đo đếm ô tiêu chuẩn 2.3.4 Tính tốn xử lý số liệu Dựa kết điều tra tiêu chuẩn thực tính tốn xử lý số liệu sau: Đánh giá đặc điểm cấu trúc rừng - Xác định tổng tiết diện ngang thân gỗ, đường kính chiều cao trung bình tính theo cơng thức: n (3.1) Hi H i (3.3) n - Mật độ: Mật độ cho biết số lượng cá thể trung bình lồi nghiên cứu tiêu chuẩn tính theo cơng thức sau đây: N Trong đó: + n: Tổng số cá thể loài OTC, + S: Tổng diện tích OTC (ha) - Xác định trữ lượng theo cơng thức sau : M=(G x ΣVi)/Σgi Trong đó: + G : Tổng tiết diện ngang thân gỗ + gi : Tiết diện thân + Vi : thể tích thực xác định : Vi = Gi*H*f Với: H: chiều cao vút f: hình số (0.45) Tính tốn sinh khối cá lẻ Sinh khối cá lẻ xác định theo Heriansyah (2005) công thức : W=0.0477D2.6998 (3.7) Trong đó: W sinh khối mặt đất (kg); D đường kính thân vị trí 1.3 m (cm) Tính tốn lượng bon tích lũy mặt đất Lượng sinh khối khơ mặt đất tính tổng lượng sinh khối khơ gỗ (W), sinh khối khô bụi thảm tươi sinh khối khô lớp vật rụng, thảm mục Cụ thể, theo công thức: DWTrên mặt đất = Wcây gỗ+Wcây bụi+Wvật rơi rụng (tấn/ha) Trong đó: DWTrên mặt đất – Lượng sinh khối khô mặt đất (tấn/ha); W gỗ – Lượng sinh khối khô tầng gỗ (tấn/ha); Wcây bụi -Lượng sinh khối khô tầng bụi, thảm tươi (tấn/ha); Wvật rơi rụng - Lượng sinh khối khô tầng vật rụng, gỗ chết thảm mục (tấn/ha) Theo IPCC (2003), lượng bon tích lũy phần mặt đất trạng thái lớp phủ thực vật bao gồm: bon tích lũy thảm thực vật (cây gỗ, bụi, thảm tươi) gỗ chết, vật rụng, thảm mục Lượng bon tích lũy tính dựa tổng sinh khối mặt đất thảm thực vật tính theo công thức: WC= c * DWTrên mặt đất (tấnC/ha) Trong đó: WC - Lượng bon tích lũy sinh khối (tấn/ha); DW Trên mặt đất– Lượng sinh khối khô mặt đất (tấn/ha); c = 0.5 hệ số chuyển đổi từ sinh khối sang lượng bon Tính lượng bon tích lũy trung bình theo thời gian Trong nghiên cứu này, thơng tin tích lũy bon loại hình sử dụng đất sẽ sử dụng để tính tốn lượng bon tích lũy trung bình theo thời gian Các bon tích lũy trung bình theo thời gian tính theo cơng thức (Hairiah K cs., 2011): Cta=(Ic x Tf)/2 (3.6) Trong đó: Cta (tấn C/ha) lượng bon tích lũy trung bình theo thời gian; Ic = Cs/Tf (tấn C/ha/năm); Tf tuổi (năm) rừng đo mẫu; Cs (tấn/ha) lượng bon tích lũy thời điểm đo mẫu Quy đổi lượng CO2 tương đương Theo IPCC (2003) lượng CO2 tương đương tính thơng qua lượng bon tích lũy tính theo cơng thức: N Trong đó: N CO2 eq (tấn/ha) lượng CO2 tương đương (tấn/ha); WC lượng bon (C) tích lũy (tấn/ha); 3,67 hệ số quy đổi từ lượng C tích lũy sang lượng CO2 tương đương 16 Bảng 3.12 Các bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng tuổi OTC TB Hình 3.1 Tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng tuổi 3.3.2 Trữ lượng bon tích lũy lâm phần rừng trồng Keo tai tượng tuổi Trữ lượng bon tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng Keo tai tượng tuổi trình bày bảng 3.13 hình 3.2 17 Bảng 3.13 Các bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng tuổi OTC TB Hình 3.2 Tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng tuổi Dẫn liệu bảng 3.13 hình 3.2.cho thấy: Tổng trữ lượng bon rừng trồng Keo tai tượng tuổi trung bình đạt 15,47 tấn/ha (biến động từ 12,51 – 17,83 tấn/ha) 18 3.3.3 Trữ lượng bon tích lũy lâm phần rừng trồng Keo tai tượng tuổi Trữ lượng bon tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng Keo tai tượng tuổi trình bày bảng 3.14 hình 3.3 Bảng 3.14 Các bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng tuổi OTC TB 17.60% 7.51% Tầng gỗ (tấn/ha) Tầng thảm tươi (tấn/ha) Hình 3.3 Tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng tuổi 19 3.3.4 Trữ lượng bon tích lũy lâm phần rừng trồng Keo tai tượng tuổi Bảng 3.15 Các bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng tuổi OTC TB 16.82% 5.97% 77.21% Hình 3.4 Tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng tuổi 3.3.5 Trữ lượng bon tích lũy lâm phần rừng trồng Keo tai tượng tuổi Trữ lượng bon tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng Keo tai tượng tuổi trình bày bảng 3.16 hình 3.5 Dẫn liệu bảng 3.16 hình 3.5.cho thấy: 20 Bảng 3.16 Các bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng tuổi OTC TB Hình 3.5 Tỷ lệ trữ lượng bon thành phần rừng trồng tuổi 21 3.4 Lượng hóa lực hấp thụ CO2 giá trị môi trường rừng trồng Keo tai tượng 3.4.1 Lượng hóa lực hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng Lượng bon tích lũy trung bình theo thời gian rừng trồng Keo tai tượng trình bày bảng 3.17 Bảng 3.17 Lượng bon tích lũy trung bình theo thời gian lực hấp thu CO2 rừng trồng Keo tai tượng Tuổi rừng Ghi chú: Cs (Carbon stock) lượng bon tích lũy thời điểm điều tra 3.4.2 Ước lượng giá trị hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng Bảng 3.18 Ước lượng hấp thu CO2e rừng trồng Keo tai tượng Tuổi rừng Tổng 22 Bảng 3.19 Giá trị hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng địa bàn TP Thái Nguyên Tuổi rừng - Tổng Ghi chú: Tỷ giá USD = 23.070 đồng 1) Tổng giá trị hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng địa bàn TP Thái Nguyên đạt 69.980,88 USD/năm, tương đương với 1.614.458.902,0 VNĐ/năm 23 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Rừng trồng Keo tai tượng địa bàn TP Thái Nguyên với tổng diện tích 1.669,05 Thống kê theo tuổi rừng trồng năm tuổi chiếm tỷ lệ 25,17%, rừng trồng năm tuổi chiếm 26,02%; năm tuổi chiếm 23,5%, năm tuổi chiếm 16,24% năm tuổi chiếm 9,08% Mật độ trung bình rừng trồng Keo tai tượng giảm dần tuổi tăng dần (rừng tuổi mật độ 2048 cây/ha – rừng tuổi mật độ 1264 cây/ha) Các tiêu đường kính thân (D1.3), chiều cao vút (Hvn), tổng tiết diện ngang lâm phần, trữ lượng bình quân lâm phần tăng dần theo tuổi rừng Sinh khối rừng trồng Keo tai tượng tăng dần theo tuổi rừng, sinh khối trung bình rừng tuổi đạt 24,62 tấn/ha, rừng tuổi đạt 30,93 tấn/ha, rừng tuổi đạt 37,24 tấn/ha, rừng tuổi đạt 42,85 tấn/ha, rừng tuổi đạt 48,46 tấn/ha Tổng trữ lượng bon lâm phần rừng trồng Keo tai tượng tăng dần theo tuổi rừng (rừng tuổi đạt 12,31 tấn/ha, rừng tuổi đạt 15,47 tấn/ha, rừng tuổi đạt 18,62 tấn/ha, rừng tuổi đạt 21,43 tấn/ha, rừng tuổi đạt 24,23 tấn/ha) Tỷ lệ trữ lượng bon tầng gỗ phía mặt đất lớn nhất, tiếp đến trữ lượng bon sinh khối mặt đất tầng gỗ, sau tầng thảm mục cuối tầng thảm tươi Năng lực hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng giảm dần tuổi rừng tăng (rừng tuổi đạt 15,06 CO2 e /ha/năm, rừng tuổi đạt 14,19 CO e /ha/năm, rừng tuổi đạt 13,67 CO2 e /ha/năm, rừng tuổi đạt 13,11 CO e /ha/năm, rừng tuổi đạt 12,70 CO2 e /ha/năm) Tồn diện tích rừng trồng Keo tai tượng địa bàn TP Thái Ngun ước tính hàng năm hấp thụ 23.326,97 CO tương đương, rừng tuổi đóng góp 27,12%; rừng tuổi chiếm 26,42%; rừng tuổi đóng góp 22,98%; rừng tuổi với 15,23% rừng tuổi tỷ lệ 8,25% Ước tính tổng giá trị hấp thụ CO rừng trồng Keo tai tượng địa bàn TP Thái Nguyên đạt 69.980,88 USD/năm, tương đương với 1.614.458.902,0 VNĐ/năm 24 Tồn - Do dung lượng mẫu xã cịn (9 OTC) nên nghiên cứu chưa mang tính thuyết phục cao chưa đánh giá theo cấp đất, chưa đánh giá tổng thể khu vực nghiên cứu - Đề tài nghiên cứu lượng bon tích lũy sinh khối mà chưa nghiên cứu lượng bon tích lũy đất rừng Nên chưa đánh giá hết tổng lượng bon tích lũy lâm phần Kiến nghị - Tiếp tục nghiên cứu sinh khối lượng bon tích lũy cho cấp đất khác nhau, mở rộng nghiên cứu tích lũy bon đất - Tiếp tục triển khai nghiên cứu sinh khối, lượng bon tích lũy cho nhiều địa điểm khác phạm vi rộng Từ dễ dàng lựa chọn đối tượng xây dựng hoạt động chi trả dịch vụ mơi trường rừng tích lũy bon ... định khả tích lũy bon rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá trạng rừng trồng số đặc điểm đặc trưng rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái. .. học Nơng Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, thực đề tài: ? ?Nghiên cứu khả tích lũy bon rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) địa bàn thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên? ?? 1.2... thành phố Thái Nguyên - Đánh giá lượng sinh khối rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên - Đánh giá lượng bon tích lũy rừng trồng Keo tai tượng địa bàn thành phố Thái Nguyên - Lượng