- Thu thập tài liệu, dữ liệu có liên quan đến khu vực nghiên cứu và nội dung, phương pháp nghiên cứu.
- Xác định vị trí các ô đo đếm bằng ảnh vệ tinh. Chọn lựa những vị trí rừng tự nhiên hỗn giao nhiều loài.
- Trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu bao gồm:
+ Thước đo đường kính thân cây, thước dây dài 20 m hoặc 25 m. + Máy ảnh kĩ thuật số.
+ Các dụng cụ ghi chép, lưu trữ: Bảng đánh dấu ghi chép vị trí ô đo đếm, biểu điều tra in sẵn, sổ tay điều tra, bút ghi chép, bút xóa.
+ Các dụng cụ đánh dấu: Cọc tiêu, cọc mốc, sơn đánh dấu.
+ Các dụng cụ định vị, định hướng gồm: Bản đồ địa hình, địa bàn, máy GPS. + Các dụng cụ cần thiết để tính tỉ trọng gỗ: Ống đong, bọc nilon, nhãn ghi mẫu, cân điện tử, máy sấy.
2.4.2. Ngoại nghiệp
- Bố trí ô đo đếm tại khu vực RNM tự nhiên tại rừng Cần Giờ: Tiến hành bố trí 30 ô đo đếm (10*10 m = 100 m2
) tại khu vực RNM tự nhiên. - Định vị bằng máy GPS các ô đo đếm.
Hình 2.2. Bố trí ô đo đếm và định vị ô đo đếm bằng máy GPS
- Điều tra khu vực nghiên cứu về thành phần loài, đường kính ngang ngực (D1,3), chiều cao vút ngọn (Hvn).
Hình 2.3.Xác định đường kính thân cây và thu mẫu gỗ tính tỉ trọng
Hình 2.4. Các mẫu gỗ sau khi thu thập với các đường kính khác nhau
- Tính toán tỉ trọng gỗ cho từng loài: Để tính toán tỉ trọng gỗ ta sử dụng phương pháp “thay thế nước” - sử dụng đối với các vật chất không theo quy luật. Các bước tiến hành như sau:
+ Thu thập mẫu gỗ các cây cá thể nghiên cứu theo từng loài. Mỗi cây gỗ lấy ở 3 vị trí khác nhau của thân cây bằng cách chia chiều dài thân cây thành 3 đoạn bằng nhau và lấy mẫu ở giữa của từng đoạn bằng nhau.
(a) (b)
(a) Chẻ các mẫu gỗ thành hình chữ nhật với các kích thước 1 x r x 1 hoặc 1 x r x 2
(b) Tính thể tích, khối lượng và sấy gỗ
Hình 2.5.Các bước tính tỉ trọng gỗ
+ Chẻ mẫu gỗ thành những thanh gỗ với kích thước: 1 x r x 1 hoặc 1 x r x 2. (trong đó r: bán kính khoanh gỗ).
+ Đổ một lượng nước nhất định vào ống đong, đọc mực nước trên ống đong. + Đặt mẫu gỗ trong ống đong, đọc mực nước dâng lên trong ống đong ta có thể tích của nước bị thay thế chính là thể tích của mẫu gỗ cần xác định.
+ Sau khi xác định được thể tích của mẫu gỗ, lấy mẫu gỗ đó về phòng thí nghiệm, dùng cân điện tử xác định khối lượng sau đó sấy khô ở nhiệt độ 1050C đến khi khối lượng mẫu gỗ không thay đổi. Ghi nhận giá trị khối lượng gỗ khô.
+ Khi đã có giá trị của thể tích và khối lượng tương ứng ta dễ dàng tính được tỉ trọng gỗ của loài đang nghiên cứu. Tỉ trọng gỗ của cây được tính từ trung bình của 3 mẫu.
- Tiến hành đo đạc các nhân tố điều tra D1,3, Hvn của từng cây trong các ô mẫu. + Đối với đường kính ngang ngực (D1,3): thu số liệu đối với những cây có đường kính ngang ngực D1,3≥ 5 cm.
+ Đối với chiều cao vút ngọn (Hvn): thu số liệu của 30 cây mỗi loài.
PHIẾU ĐIỀU TRA
Số ô: Người điều tra:
Vị trí (tọa độ): Ngày điều tra:
Stt Loài cây Chu vi (cm) Chiều cao vút ngọn (m) Ghi chú 1
2
2.4.2. Nội nghiệp
- Tổng hợp tất cả các số liệu đo đếm, sử dụng phương pháp phân tích, thống kê toán học để xử lý số liệu.
- Phân tích và xử lý số liệu bằng các phần mềm chuyên dụng (Excel 2010, Statgraphic Plus).
2.4.2.1. Tính sinh khối cây cá thể
Từ các số liệu về đường kính D1,3 và Hvnthu được tại 30 ô đo đếm tiến hành xác định sinh khối cây cá thể (B) theo các bước sau:
- Xác định thể tích thân cây:
VOB = G*H*f = D21,3*0,7854*Hvn*f Trong đó:
VOB: Thể tích cả vỏ (m3)
D1,3: Đường kính ngang ngực (m) Hvn: Chiều cao vút ngọn (m)
f = 0,54 (Theo sổ tay điều tra quy hoạch rừng, 1995)
- Tỉ trọng gỗ các loài cây được tính toán dựa theo công thức WD = 𝑚
𝑉
Trong đó:
WD: tỉ trọng gỗ (g/cm3) m: Khối lượng gỗ khô (g) V: Thể tích gỗ (cm3
)
Bảng 2.2. Hệ số chuyển đổi sinh khối theo đường kính
Stt D1,3 (cn) Hệ số chuyển đổi sinh khối (BEF)
1 20 – 40 1,38
2 40- 80 1,33
3 ≥ 80 1,25
- Tính sinh khối cây cây cá thể
Sử dụng phương pháp của Brown (1997), sinh khối cây cá thể được theo công thức: B = VOB*WD*BEF
Trong đó:
B: Sinh khối cây (tấn)
VOB: Thể tích thân cây (m3) BEF: Hệ số chuyển đổi sinh khối WD: Tỉ trọng gỗ
2.4.2.2. Xây dựng phương trình tương quan giữa sinh khối trên mặt đất (AGB) và đường kính (D1,3)
Sử dụng phương pháp của Kettering và cs (2001), sinh khối được xác định qua các yếu tố đường kính và tỉ trọng gỗ như sau:
AGB = r*𝜌*D2+c Trong đó:
AGB: Sinh khối trên mặt đất (tấn/ha)
r: Tham số không đổi đại diện và đặc trưng về khí hậu, lập địa và vị trí cho khu vực nghiên cứu
𝜌: Tỉ trọng gỗ (g/cm3)
2 + c: Hệ số đặc trưng cho chiều cao
Để xác định được phương trình tương quan trên, lần lượt thực hiện các bước sau: - Xác định tương quan giữa sinh khối cây cá thể (B) và đường kính ngang ngực (D1,3):
B = a*Db
- Tính giá trị tỉ trọng gỗ trung bình của các loài nghiên cứu (𝜌)
- Xác định giá trị tham số r là giá trị không đổi đại diện và đặc trưng về khí hậu, lập địa và vị trí cho khu vực nghiên cứu r = 𝑎𝜌
- Xác định phương trình tương quan giữa Hvn và D1,3 dạng: Hvn = k*Dc1.3
2.4.2.3. Xác định hệ số chuyển đổi từ phương trình tính sinh khối chung để tính sinh khối riêng của mỗi loài
Để xác định hệ số chuyển đổi đề tài tiến hành xây dựng tương quan giữa sinh khối cây tính theo phương trình chung và phương trình riêng của từng loài đã được các tác giả khác xây dựng. Từ đó xác định hệ số chuyển đổi cho từng loài khi sử dụng phương trình chung để tính toán lượng sinh khối của cây.
2.4.2.4. Xác định lượng carbon tích tụ trên mặt đất trong các ô đo đếm
Dựa vào phương trình tương quan giữa sinh khối trên mặt đất và đường kính đã được xây dựng, tính lượng carbon tích tụ trên mặt đất của các ô đo đếm bằng cách dùng hệ số chuyển đổi để tính carbon (theo IPCC, 2006):
C = 0,47*AGB Tính lượng CO2 mà khu rừng hấp thụ:
CO2 = C*44/12
2.4.2.5. Xem xét mối tương quan giữa lượng tích lũy carbon với các nhân tố điều tra rừng
- Tiến hành thăm dò các phương trình tương quan giữa khả năng tích tụ carbon với các nhân tố điều tra rừng như: Đường kính (D1,3), chiều cao (Hvn), tổng tiết diện ngang (G), mật độ (N). Từ đó chọn phương trình tương quan mô tả tốt nhất mối quan hệ giữa sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của rừng.
- Nguyên tắc lựa chọn phương trình:
+ Phải mô tả tốt nhất mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra + Đơn giản, dễ áp dụng
+ Hệ số xác định R2 cao
+ Các giá trị sai số ước lượng chuẩn (SEE), sai số tuyệt đối trung bình (MAE) và tổng sai lệch bình phương (SSR) nhỏ nhất.
+ Mức ý nghĩa p < 0,05
Khi chuyển phương trình tuyến tính từ lnY = lna +blnX trở về dạng Y = a*Xb
thì sẽ xuất hiện sai số. mặt dù về mặt đại số, hai phương trình này là giống nhau nhưng
khác nhau về mặt thống kê, do đó có một số tác giả như Sprugel (1983), Ong và cs (2004), Viên Ngọc Nam (2011) đã sử dụng hệ số điều chỉnh như sau:
CF = exp(SEE2/2)
(Trong đó, CF là hệ số điều chỉnh và SEE là sai số ước lượng chuẩn) [49].
2.4.2.6. Giá trị bằng tiền khả năng hấp thu CO2 của rừng ngập mặn tự nhiên Cần Giờ.
- Căn cứ vào giá mua khí CO2 trên thị trường để tính giá trị hấp thụ CO2 của rừng tại thời điểm nghiên cứu.
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1. KẾT QUẢ CÁC NHÂN TỐ ĐIỀU TRA
Đề tài tiến hành điều tra và phân tích các nhân tố đặc trưng cho thực vật thân gỗ RNM như: tổ thành loài khu vực nghiên cứu và chỉ số giá trị quan trọng (IVI %), đường kính ngang ngực trung bình (D1,3, cm), chiều cao trung bình (Hvn, m), mật độ bình quân (N, cây/ha), tiết diện ngang bình quân (G, cm2
/ha). Từ các nhân tố dễ đo đếm trên, tính toán được lượng tích tụ carbon một cách đơn giản và nhanh chóng nhưng vẫn đảm bảo tính chính xác dựa trên cơ sở mối quan hệ tự nhiên giữa sinh khối và các nhân tố liên quan.
3.1.1. Tổ thành loài khu vực nghiên cứu
Để đánh giá mức độ đa dạng sinh học, tính ổn định, tính bền vững của hệ sinh thái, người ta sử dụng chỉ tiêu tổ thành loài. Đây là chỉ tiêu biểu thị tỉ lệ của một hay một nhóm loài cây trong lâm phần. Nó phản ánh mối quan hệ các loài cây trong một quần xã thực vật. Trong nghiên cứu này, đề tài sử dụng chỉ số giá trị quan trọng (IVI: Important Value Index) tính bằng % của Curtis và cs (1951) để xây dựng công thức đánh giá tổ thành loài.
Tuy nhiên, đề tài tiến hành tính chỉ số IVI, với mục đích để xác định tỉ lệ của các loài cây trong khu vực nghiên cứu, từ đó xác định số cây cá thể cần thiết, để tiến hành đo đếm và tham gia vào việc xây dựng phương trình tính sinh khối chung cho các loài.
Sau khi tiến hành thống kê và đo đếm trong 30 ô đo đếm, kết quả thu được số liệu của 17 loài, với tổng số cây đo đếm là 732 cây, trong đó loài có số lượng cây cao nhất là Mắm trắng (129 cây), sau đó là Già quánh (117 cây), Giá (100 cây), Mắm đen (88 cây), Mắm biển (73 cây), Cóc trắng (68 cây), Đước đôi (61 cây), Bần trắng (35 cây), một số loài có số lượng cây ít như Tra lâm vồ (1 cây), Vẹt đen (1 cây), Su ổi (2 cây), Bình bát (2 cây), Su sung (3 cây), Tâm mộc nam (3 cây), Dà vôi (9 cây), Quao nước (15 cây), Bần chua (27 cây). Đường kính trung bình D1,3 và chiều cao trung bình Hvn của các loài được trình bày tại bảng 3.1.
Theo kết quả ở bảng 3.1 và phụ lục 1 cho thấy tổng số cây được đo đếm trong 30 ô đo đếm là 732 cây, trong đó Mắm trắng có số lượng cây nhiều nhất (129 cây), ít nhất là Tra lâm vồ và Vẹt đen (1 cây), trung bình số cây của mỗi loài là 43 ± 11 cây.
Đường kính trung bình (D1,3) trong khoảng từ 4,8 cm đến 16,8 cm. Loài có đường kính trung bình lớn nhất là Bần trắng (12,9 cm), nhỏ nhất là Vẹt đen (4,8 cm). Trung bình đường kính là 8,1 ± 0,7 cm.
Chiều cao vút ngọn Hvn trung bình trong khoảng từ 4 m đến 13,3 m. Trong đó cao nhất là loài Tâm mộc nam (13,3 m) và thấp nhất là Vẹt đen (4 m). Trung bình chiều cao của các loài là 7,6 ± 0,5 m.
Thể tích trung bình trong khoảng từ 0,004 m3 đến 0,172 m3
. Trong đó loài có thể tích cao nhất là Tâm mộc nam (0,172 m3) thấp nhất là Vẹt đen (0,004 m3). Trung bình thể tích của các loài là 0,030 ± 0,010 m3
.
Bảng 3.1. Thống kê các loài cây, số lượng cây của từng loài và các chỉ số đo đếm trung bình (D1,3, Hvn, Vcây) Stt Loài Số lượng (cây) TB D1,3 (cm) TB Hvn (m) TB Vcây (m3) 1 Mắm trắng 129 9,0 8,7 0,038 2 Dà quánh 117 5,9 7,8 0,013 3 Giá 99 7,1 7,4 0,017 4 Mắm đen 87 9,7 9,1 0,045 5 Mắm biển 73 6,5 9,4 0,017 6 Cóc trắng 68 6,7 7,3 0,017 7 Đước đôi 61 7,3 7,5 0,019 8 Bần trắng 35 12,9 10,1 0,089 9 Bần chua 27 9,6 10,6 0,047 10 Quao nước 15 8,9 7,1 0,028 11 Dà vôi 9 6,4 7,2 0,016 12 Su Sung 3 8,0 6,0 0,017 13 Tâm mộc nam 3 16,8 13,3 0,172 14 Bình bát 2 5,2 8,0 0,009 15 Su ổi 2 6,5 5,8 0,010 16 Tra lâm vồ 1 6,7 6,0 0,011 17 Vẹt đen 1 4,8 4,0 0,004
Theo kết quả thống kê ở bảng 3.2 cho thấy có tất cả 17 loài được đo đếm, trong đó 8 loài có chỉ số IVI > 5 %, được xếp vào nhóm loài ưu thế sinh thái đó là: Mắm trắng (18,1 %), Mắm đen (14,7 %), Giá (12,9 %), Dà quánh (11,7 %), Đước đôi (8,9 %), Cóc trắng (8,5 %), Bần trắng (7,5 %) và Mắm biển (6,9 %).
Trong một lâm phần nhóm loài nào có tổng tích lũy từ cao đến thấp về giá trị chỉ số IVI > 50 % so với tổng số loài thì được xem là nhóm loài chiếm ưu thế. Ở khu vực nghiên cứu, nhóm loài ưu thế sinh thái gồm 4 loài: Mắm trắng, Mắm đen, Giá, Dà quánh với tổng tích lũy giá trị chỉ số IVI là 57,35 %.
Công thức tổ thành loài như sau:
0,181 Mắm trắng + 0,147 Mắm đen + 0,129 Giá + 0,117 Dà quánh + 0,426 các loài khác. Công thức tổ thành loài ở khu vực nghiên cứu khá đơn giản, trong đó đứng đầu là Mắm trắng sau đó đến Mắm đen, Giá và các loài khác.
Bảng 3.2. Chỉ số giá trị quan trọng IVI (%) của các loài trong ô đo đếm
Stt Loài N % F F % G G % IVI % 1 Mắm trắng 17,62 15 13,89 0,98 22,66 18,06 2 Mắm đen 11,89 16 14,82 0,75 17,31 14,67 3 Giá 13,53 16 14,82 0,45 10,33 12,89 4 Dà quánh 15,98 12 11,11 0,35 8,11 11,74 5 Đước đôi 8,33 13 12,04 0,28 6,41 8,93 6 Cóc trắng 9,29 11 10,19 0,27 6,15 8,54 7 Bần trắng 4,78 6 5,56 0,53 12,37 7,57 8 Mắm biển 9,97 5 4,63 0,26 6,10 6,90 9 Bần chua 3,69 2 1,85 0,22 5,01 3,52 10 Quao nước 2,05 3 2,78 0,10 2,34 2,39 11 Dà vôi 1,23 2 1,85 0,04 0,83 1,31 12 Tâm mộc nam 0,41 1 0,93 0,07 1,63 0,99 13 Xu ổi 0,27 2 1,85 0,01 0,16 0,76 14 Xu Sung 0,41 1 0,93 0,02 0,37 0,57 15 Bình bát 0,27 1 0,93 0,00 0,10 0,43 16 Tra lâm vồ 0,14 1 0,93 0,00 0,08 0,38 17 Vẹt đen 0,14 1 0,93 0,00 0,04 0,37 Tổng 100 108 100,00 4.31 100,00 100,00
3.1.2. Đặc trưng thống kê về đường kính trung bình, chiều cao trung bình, mật độ cây và trữ lượng trong 30 ô đo đếm độ cây và trữ lượng trong 30 ô đo đếm
Đề tài thực hiện thống kê mô tả các số liệu thu được từ 30 ô đo đếm với các yếu tố: Đường kính trung bình, chiều cao trung bình, mật độ, trữ lượng, tiết diện. Kết quả thống kê mô tả được trình bày tại bảng 3.3.
Bảng 3.3. Thống kê mô tả các yếu tố lâm phần (Đường kính, chiều cao, mật độ, trữ lượng của 30 ô đo đếm
Các chỉ tiêu thống kê TB D(cm) 1,3 TB Hvn (m) Mật độ (cây/ha) Tiết diện G (m2/ha) Trữ lượng M (m3/ha) Mean 8,26 8,47 2440 14,36 70,50 Standard Error 0,38 0,45 155 1,09 7,93 Median 8,01 7,66 2300 13,93 62,45 SD 2,07 2,44 848 5,99 43,43 Kurtosis 0,28 1,21 1 -0,94 2,57 Skewness 0,92 1,32 1 0,29 1,40 Range 8,10 9,15 3800 19,59 192,38 Minimum 4,84 5,75 1100 5,84 20,23 Maximum 12,94 14,90 4900 25,43 212,61 Sum 247,67 254,17 73200 430,73 2114,85 Count 30,00 30,00 30 30,00 30,00 Largest(1) 12,94 14,90 4900 25,43 212,61 Smallest(1) 4,84 5,75 1100 5,84 20,23 Confidence Level(95,0 %) 0,77 0,91 317 2,24 16,22
Phân tích kết quả tại bảng 3.3 cho thấy:
Đường biểu diễn các chỉ tiêu phân bố số cây theo cấp đường kính, chiều cao, mật độ và trữ lượng đều có dạng lệch trái (Sk > 0), phân bố thực nghiệm dạng nhọn hơn dạng phân bố chuẩn (Ku > 0).
Đường kính trung bình các ô là 7,9 ± 0,4 cm; độ lệch chuẩn SD = 2,07; biến động trong khoảng từ 4,8 cm (ô 22) – 12,9 cm (ô 15). Trong đó có 14 ô nhỏ hơn đường kính trung bình chiếm 47 % và 16 ô lớn hơn đường kính trung bình chiếm 53 %.
Đối với đặc điểm về chiều cao, trung bình chiều cao các cây của 30 ô đo đếm là 8,5 ± 0,4 m, độ lệch chuẩn SD = 2,4. Biến động trong khoảng từ 5,8 m (ô 13) đến 14,1
m (ô 19). Trong đó có 20 ô nhỏ hơn chiều cao trung bình, chiếm 67 % và 10 ô lớn hơn chiều cao trung bình, chiếm 33 %.
Mật độ trung bình trên 1 hecta của 30 ô đo đếm là 2.440 cây/ha. Với độ lệch chuẩn SD = 848. Mật độ biến động trong khoảng từ 1.100 cây/ha (ô 9) đến 4.900 cây/ha (ô 17). Trong đó có 16 ô nhỏ hơn mật độ trung bình chiếm 53 % và 14 ô cao