Tất cả các chất hữu cơ ở dạng sống và chết còn ở trên cây, hoặc ở dưới mặt đất được gọi là sinh khối. Người ta xác định sinh khối trong nhiều nghiên cứu với các mục đích khác nhau. Trong lâm nghiệp việc xác định sinh khối rừng cho phép đánh giá năng suất của lâm phần. Ngoài ra sự thay đổi sinh khối rừng cũng giúp cho việc đánh giá những thay đổi trong cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái trong phạm vi rộng
(Brown, 1997) [24].
Việc đánh giá sinh khối cây rừng có ý nghĩa rất quan trọng trong việc quản lý, sử dụng rừng. Chính vì thế các phương pháp tính sinh khối các bộ phận của cây rừng ngày càng được hoàn thiện và chính xác hơn.
Theo định nghĩa thì sinh khối rừng chính là lượng chất hữu cơ của khu rừng đó, mà chất hữu cơ được cây rừng tạo ra thông qua quá trình quang hợp từ nguyên liệu đầu vào là khí CO2 và H2O. Như vậy qua việc định lượng sinh khối ta có thể xác định khả năng cố định khí CO2 của cả khu rừng. Điều này có ý nghĩa quan trọng để đánh giá vai trò của rừng trước tình hình biến đổi khí hậu mà nguyên nhân chính là hàm lượng khí CO2 do các hoạt động sống của con người thải ra vượt mức cho phép.
Hiện nay hệ thống các phương pháp do các nhà nghiên cứu thực hiện đã khá hoàn chỉnh. Tùy vào điều kiện của từng khu rừng cũng như mục đích nghiên cứu khác nhau mà áp dụng riêng lẻ hoặc kết hợp nhiều phương pháp.
1.1.1. Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối của rừng
Theo phương pháp này, tổng lượng sinh khối trên bề mặt đất có thể được tính bằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khối tương ứng (thông thường là trọng lượng của sinh khối trên mặt đất/ha). Carbon thường được tính từ sinh khối bằng cách nhân hệ số chuyển đổi mặc định là 0,5. Vì vậy, việc chọn hệ số chuyển đổi có vai trò rất quan trọng cho tính chính xác của phương pháp.
Mật độ sinh khối của rừng phụ thuộc chủ yếu vào tổ thành loài cây, độ phì của đất và tuổi rừng. Do sai số của phương pháp này tương đối lớn nên nó thường chỉ được dùng để ước lượng trong điều tra sinh khối rừng nhanh trên phạm vi quốc gia [17].
1.1.2. Phương pháp dựa trên điều tra rừng thông thường
Để điều tra sinh khối và hấp thụ carbon của rừng, phương pháp đo đếm trực tiếp truyền thống trên một số lượng ô tiêu chuẩn đủ lớn của các đối tượng rừng khác nhau cho kết quả đáng tin cậy. Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém [17].
1.1.3. Phương pháp dựa trên các nhân tố lâm phần
Các nhân tố điều tra lâm phần như sinh khối, tổng tiết diện ngang, mật độ, tuổi, chiều cao tầng trội và thậm chí các yếu tố khí hậu, đất đai có mối liên hệ với nhau và được mô phỏng bằng các phương trình quan hệ. Các phương trình này được sử dụng để
xác định sinh khối và hấp thụ carbon cho lâm phần. Phương trình dự đoán sinh khối: Y= bo+bi*Xi
ΣY = N.bo+bi*ΣXi Trong đó:
Y: Sinh khối
Xi: Nhân tố của lâm phần N: Số cây lâm phần.
bi, bo: Hệ số của phương trình.
Để áp dụng phương pháp này cần phải đảm bảo về số liệu chính xác của các nhân tố điều tra để xây dựng phương trình [17].
1.1.4. Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ
Hầu hết các nghiên cứu từ trước cho đến nay về sinh khối và hấp thụ carbon là dựa trên kết quả nghiên cứu của cây cá lẻ, trong đó có hàm lượng carbon trong các bộ phận của cây. Theo phương pháp này, sinh khối cây cá lẻ được xác định từ mối quan hệ của nó với các nhân tố điều tra khác của cây cá lẻ như chiều cao, đường kính ngang ngực, tiết diện ngang, thể tích hoặc tổ hợp của các nhân tố này của cây.
Y (sinh khối, hấp thụ carbon) = f (nhân tố điều tra cây cá lẻ) [17].
1.1.5. Phương pháp dựa trên mô hình sinh trưởng
Trên thế giới có rất nhiều mô hình sinh trưởng đã được phát triển. Vì vậy cần phải xác định được những điểm chung để phân loại mô hình. Các tác giả đã cố gắng phân loại mô hình theo các nhóm khác nhau với những tiêu chuẩn khác nhau. Có thể phân loại mô hình thành các dạng chính sau đây:
- Mô hình thực nghiệm: thống kê dựa trên những đo đếm của sinh trưởng và các điều kiện tự nhiên của thời điểm đo đếm mà không xét đến các quá trình sinh lý học.
- Mô hình động thái: mô hình sinh lý học mô tả đầy đủ các cơ chế hóa sinh, lý sinh trong hệ sinh thái và sinh vật.
- Mô hình hỗn hợp, kết hợp phương pháp xây dựng hai loại mô hình trên đây để xây dựng mô hình hỗn hợp.
Cho đến nay trên thế giới đã có rất nhiều mô hình động thái hay mô hình hỗn hợp được xây dựng để mô phỏng quá trình phát triển của hệ sinh thái rừng như BIOMASS,
ProMod, 3 PG, Gen WTO, CO2Fix, CENTURY…
- Mô hình CO2Fix có khả năng áp dụng cho các nước đang phát triển chưa có điều kiện thực hiện và thu thập số liệu trên các thí nghiệm, ô định vị lâu năm. Mô hình này đã được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với các mô hình khác để điều tra hấp thụ carbon và động thái qui mô lâm phần cho đến qui mô quốc gia như các nước châu Âu, Australia, Indonexia, Costa Rica… Vì vậy có thể sử dụng mô hình vào điều tra carbon, động thái quá trình này ở hệ sinh thái rừng ở Việt Nam [17].
1.1.6. Phương pháp dựa trên công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý
Phương pháp này sử dụng các công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) với các công cụ như ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, laze, rada, hệ thống định vị toàn cầu (GPS)… để đo đếm lượng carbon trong hệ sinh thái và biến đổi của chúng. Nó thường được áp dụng cho các điều tra ở phạm vi quốc gia hoặc vùng có diện tích rừng lớn. Phương pháp này đòi hỏi thiết bị xử lí, nhân lực trình độ cao [17].
1.1.7. Phương pháp dựa trên điều tra thể tích
Phương pháp này được áp dụng cho rừng khép tán thành thục thứ cấp trong điều kiện khí hậu ẩm và khô. Dữ liệu cần thiết cho phương pháp là thể tích thân cây VOB/ha, điều tra thể tích tất cả các loài cây với đường kính tại vị trí 1,3 m nhỏ nhất là 10 cm, Brown S. (1997) đã sử dụng phương trình sau:
ABD = VOB*WD*BEF Trong đó:
- AGB (tấn/ha): Tỉ trọng sinh khối trên mặt đất. - VOB (m3/ha): Mật độ thể tích thân cây.
- BEF: Hệ số chuyển đổi (Tỷ số giữa sinh khối trên mặt đất với sinh khối thân cây).
- WD: Tỉ trọng gỗ trung bình
(Sử dụng bảng tra tỷ trọng gỗ của các loài theo tổ chức Nông Lâm nghiệp Thế giới, những loài cây không có trong danh sách thì WD = 0,57 ở khu vực Châu Á) [17].