Điểm qua các công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nƣớc về các vấn đề có liên quan có thể rút ra một số nhận xét sau đây:
Trên thế giới, các công trình nghiên về trữ lƣợng các bon của rừng đƣợc thực hiện từ rất sớm và ngày càng phát triển cả về mặt phƣơng pháp lẫn đối tƣợng nghiên cứu. Sự kết hợp khoa học kỹ thuật hiện đại nhƣ công nghệ phân tích hóa học, sinh học, công nghệ viễn thám GIS... góp phần nâng cao giá trị khoa học của các công trình nghiên cứu.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu trữ lƣợng các bon của rừng đƣợc thực hiện tƣơng đối chậm nhƣng bƣớc đầu cũng đã đạt đƣợc những thành tựu đáng kể. Bƣớc đầu chúng ta đã xác định đƣợc khả năng lƣu trữ các bon cho một số dạng rừng trồng phổ biến nhƣ: Thông nhựa, Thông mã vĩ, Keo các loại... Đồng thời bắt đầu cũng đã có một số công trình nghiên cứu đƣợc thực hiện cho đối tƣợng rừng tự nhiên các trạng thái IIa, IIb, IIIa1, IIIa2. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu này còn khá ít, tản mạn mới chỉ thực hiện cho một số trạng thái rừng tự nhiên nên chƣa đủ cơ sở
23
khoa học cũng nhƣ thực tiễn cho việc triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng cũng nhƣ tham gia vào thị trƣờng các bon, triển khai chƣơng trình REDD pha II ở Việt Nam.
Rừng khộp là một hệ sinh thái rừng rất đặc trƣng ở nƣớc ta và có phân bố ở cả khu vực Tây Nguyên, trong đó có tỉnh Gia Lai, là một trong những đối tƣợng rừng rất cần đƣợc định lƣợng giá trị dịch vụ môi trƣờng trong đó bao gồm cả khả năng tích lũy các bon của rừng nhằm thực hiện chính sách chi trả môi trƣờng rừng và tham gia vào thị trƣờng các bon. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài nghiên cứu đƣợc đặt ra là thực sự cần thiết.
24
Chƣơng 2
MỤC TIÊU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu dài hạn:
Góp phần xây dựng luận cứ khoa học cho định giá trị môi trƣờng và định giá rừng của các kiểu rừng lá rộng tự nhiên chủ yếu ở Việt Nam.
- Mục tiêu ngắn hạn:
+ Xác định đƣợc sinh khối và tr ữ lƣợng các bon ở các trạng thái rừng khộp tại tỉnh Gia Lai.
+ Xây dựng đƣợc các mô hình dƣ̣ báo sinh kh ối và trữ lƣợng các bon ở các trạng thái rừng khộp tại tỉnh Gia Lai.
+ Đề xuất phƣơng pháp xác đ ịnh trữ lƣợng các bon ở các trạng thái rừng khộp tại tỉnh Gia Lai.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn là các trạng thái rừng khộp tại tỉnh Gia Lai. Luận văn áp dụng cách phân loại rừng theo trữ lƣợng theo Thông tƣ số 34/2009/TT-BNN&PTNT ban hành ngày 10/6/2009 của Bộ NN&PTNT về việc quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng. Theo đó, kiểu rừng khộp đƣợc phân chia thành 5 trạng thái theo trữ lƣợng, bao gồm:
- Rừng chƣa có trữ lƣợng: Rừng gỗ đƣờng kính bình quân < 8 cm, trữ lƣợng cây đứng dƣới 10 m3
/ha.
- Rừng nghèo: Trữ lƣợng cây đứng từ 10-100 m3/ha. - Rừng trung bình: Trữ lƣợng cây đứng từ 101-200 m3/ha. - Rừng giàu: Trữ lƣợng cây đứng từ 201-300 m3/ha. - Rừng rất giàu: Trữ lƣợng cây đứng trên 300 m3/ha.
2.2.2. Giới hạn nghiên cứu
25
- Nghiên cứu chỉ xác định sinh khối và trữ lƣợng các bon của rừng khộp ở các trạng thái rừng: Rừng chƣa có trữ lƣợng, rừng nghèo, rừng trung bình và rừng giàu; không xác định sinh khối và trữ lƣợng các bon ở trạng thái rừng rất giàu.
- Nghiên cứu về trữ lƣợng các bon của rừng khộp bao gồm trong sinh khối tầng cây cao, cây bụi thảm tƣơi và vật rơi rụng dƣới mặt đất, không bao gồm trữ lƣợng các bon trong đất rừng.
2.3. Nội dung nghiên cứu
1) Nghiên cứu sinh khối ở các trạng thái rừng khộp.
Nội dung nghiên cứu này sẽ tập trung nghiên cứu về sinh khối tƣơi và sinh khối khô của rừng, bao gồm:
- Sinh khối của cây cá thể ƣu thế trong lâm phần rừng khộp. - Sinh khối của tầng cây cao ở các trạng thái rừng khộp.
- Sinh khối của tầng cây bụi, thảm tƣơi và vật rơi rụng ở các trạng thái rừng khộp.
- Sinh khối của toàn lâm phần ở các trạng thái rừng khộp. Các hoạt động nghiên cứu gồm:
- Xác định sinh khối tƣơi của tầng cây cao, cây bụi thảm tƣơi và vật rơi rụng;
- Phân tích sinh khối khô trong phòng thí nghiệm;
- Xác định sinh khối khô của tầng cây cao, cây bụi thảm tƣơi và vật rơi rụng;
- Xác định sinh khối tổng sinh khối của toàn lâm phần rừng khộp.
2) Nghiên cứu trữ lượng các bon ở các trạng thái rừng khộp.
Nội dung nghiên cứu tập trung vào xác định:
- Trữ lƣợng các bon của cây cá thể ƣu thế của rừng khộp;
- Trữ lƣợng các bon của toàn lâm phần ở các trạng thái rừng khộp.
3) Xây dựng mối quan hê ̣ giữa sinh kh ối, trữ lượng các bon v ới các nhân tố điều tra rừng.
26
4) Đề xuất phương phá p xác định trữ lượng các bon ở các trạng thái rừng khộp tại tỉnh Gia Lai.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Quan điểm và cách tiếp cận
- Khả năng hấp thụ CO2 của rừng tự nhiên đƣợc hiểu là khả năng hấp thụ CO2 trong khí quyển thông qua quá trình quang hợp để chuyển thành lƣợng các bon tích luỹ trong thực vật rừng và đất rừng. Nếu lƣợng các bon tích luỹ trong rừng càng nhiều thì khả năng hấp thụ CO2 của nó càng tốt và ngƣơ ̣c la ̣i.
- Mỗi kiểu rƣ̀ ng có đă ̣c đi ểm riêng về hình thái ngoại mạo , có sự khác nhau về cấu trúc tổ thành loài, năng suất, trƣ̃ lƣợng... tƣ̀ đó dẫn đến khả năng hấp các bon của các kiểu rừng cũng khác nhau.
- Trong tƣ̀ ng kiểu rƣ̀ng , khả năng hấp thụ CO2 có mối quan hệ chặt chẽ với các trạng thái rừng đƣ ợc đă ̣c trƣng bởi năng su ất sinh khối và trƣ̃ lƣợng c ủa rừng. Vì vậy, đối vớ i tƣ̀ng kiểu rƣ̀ng trƣớc hết lu ận văn sẽ ti ếp cận theo các tra ̣ng thái rƣ̀ng, trong mỗi tra ̣ng thái rƣ̀ng la ̣i phân chia th ành các c ấp khác nhau dựa vào trữ lƣợng rừng; trên tƣ̀ng c ấp đó sẽ tiến hành lâ ̣p các ÔTC để đo đếm , xác định sinh khối và lƣợng các bon tích lũy.
- Luận văn đã kế thƣ̀ a các kết quả nghiên cƣ́u đã có về cấu trúc , sinh trƣởng, sản lƣợng, các biểu thể tích đã có, các nghiên cứu về tỷ trọng gỗ.
2.4.2. Phương pháp cụ thể
2.4.2.1. Phương pháp kế thừa
Do hạn chế về thời gian và nguồn lực nên việc kế thừa tài liệu là rất cần thiết. Trong luận văn này, các tài liệu sau đƣợc kế thừa có chọn lọc để nghiên cứu và phân tích:
- Các tài liệu liên quan đến hiện trạng và phân bố của rừng khộp ở tỉnh Gia Lai;
- Số liệu về trạng thái và trữ lƣợng của rừng khộp ở tỉnh Gia Lai;
- Các kết quả và tài liệu nghiên cứu về khả năng hấp thụ CO2 của rừng, đặc biệt là của rừng tự nhiên ở trong nƣớc cũng nhƣ trên thế giới;
27
- Các nghiên cứu và các dự án liên quan đã và đang triển khai ở tỉnh Gia Lai.
2.4.2.2. Phương pháp thu thập số liệu tại hiện trường
Luận văn sử dụng phƣơng pháp của IPCC (2003) để nghiên cứu sinh khối, đó là phƣơng pháp chặt hạ để đo đếm mẫu nghiên cứu. Các bƣớc tiến hành gồm:
- Với tầng cây cao:
Tại mỗi trạng thái rừng khộp, lập 3 ô tiêu chuẩn điển hình (gọi là ô sơ cấp) có diện tích 2.500 m2 (50 m x 50 m), riêng trạng thái rừng nghèo chỉ lập 2 ô. Trong quá trình lập ô tiêu chuẩn, ở mỗi trạng thái rừng, các ô tiêu chuẩn đƣợc lập sao cho rải đều từ cấp trữ lƣợng thấp đến cấp trữ lƣợng cao.
Xác định tên cây, sử dụng thƣớc đo vanh và thƣớc đo cao Hastings để xác định đƣờng kính thân cây tại vị trí cách mặt đất 1,3 m (D1.3) và chiều cao vút ngọn (Hvn) của của toàn bộ cây gỗ có đƣờng kính >30 cm trong ô sơ cấp.
Trên mỗi ô sơ cấp lập 5 ô thứ cấp có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m), bố trí 4 ô ở 4 góc và 1 ô ở trung tâm ô sơ cấp. Tiến hành xác định tên cây và đo D1.3, Hvn của toàn bộ cây gỗ có D1.3 nằm trong khoảng 5-30 cm.
Tiến hành đánh số thứ tự toàn bộ các cây khi đo đếm. - Với cây bụi thảm tƣơi và vật rơi rụng:
Tại giữa mỗi ô thứ cấp, lập 1 ô dạng bản có diện tích 25 m2 (5 m x 5 m) để nghiên cứu sinh khối cây bụi thảm tƣơi và vật rơi rụng.
Số lƣợng ô đo đếm là: 11 ô sơ cấp, 55 ô thứ cấp và 55 ô dạng bản.
28
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí ô tiêu chuẩn thu thập số liệu
* Xác định cây chặt hạ để đo đếm sinh khối (cây tiêu chuẩn)
Tại các ô tiêu chuẩn, sau khi đo đếm toàn bộ số cây trong ô nhƣ đã nêu ở trên, tiến hành phân đƣờng kính cây rừng thành 4 cấp, cụ thể nhƣ sau:
- Cấp 1: D1.3 = 5-15 cm - Cấp 2: D1.3 = 15-25 cm - Cấp 3: D1.3 = 25-35 cm - Cấp 4: D1.3 >35 cm
Trong mỗi cấp đƣờng kính, xác định đƣờng kính trung bình (Dg) và chiều cao trung bình (Hg). Từ đó lựa chọn cây tiêu chuẩn của từng cấp đƣờng kính. Cây tiêu chuẩn của từng cấp đƣờng kính là cây ƣu thế của kiểu rừng, có đƣờng kính D1.3 và Hvn gần bằng giá trị Dg và Hg của cấp đƣờng kính đó.
Mỗi cấp đƣờng kính chọn 3 cây tiêu chuẩn (đối với những cấp đƣờng kính có 3 cây trở lên) để chặt hạ, ƣu tiên lựa chọn các loài cây khác nhau trong cùng một cấp đƣờng kính.
29
Dùng cuốc, thuổng đào xung quanh gốc cây. Dùng dây thừng kéo đổ cây. Khi cây đổ, sử dụng thƣớc đo vanh và thƣớc dây đo chính xác đƣờng kính cây tại vị trí 1,3 m và chiều cao của cây. Dùng cƣa và dao để tách các bộ phận thân, vỏ, cành, lá. Đối với rễ, tách toàn bộ rễ ở cây và dùng cuốc, thuổng đào xung quanh gốc cây để lấy các phần rễ còn lại. Cân xác định khối lƣợng của các bộ phận thân, vỏ, cành, lá và rễ. Toàn bộ số liệu đo đếm đƣợc ghi chép đầy đủ vào phiếu điều tra.
Mỗi bộ phận lấy 1 mẫu có khối lƣợng 0,5 kg để xác định sinh khối khô trong phòng thí nghiệm.
* Đo đếm sinh khối cây bụi thảm tươi
Trong các ô dạng bản, chặt toàn bộ cây bụi thảm tƣơi và cân để xác định khối lƣợng. Dùng cuốc đào và thu nhặt toàn bộ rễ cây, cân để xác định khối lƣợng rễ. Tất cả các số liệu đo đếm đƣợc ghi chép vào phiếu điều tra.
Mỗi ô lấy 1 mẫu có khối lƣợng 0,5 kg để xác đi ̣nh sinh khối khô trong phòng thí nghiệm.
* Đo đếm sinh khối vật rơi rụng (cành khô, lá rụng, cây chết...)
Tại trung tâm của các ô dạng bản, lập ô có diện tích 1 m2 (1 m x 1 m), thu nhặt toàn bộ cành khô, lá, hoa quả rụng, thảm mục, cây chết. Cân để xác định sinh khối tƣơi. Lấy mỗi ô 1 mẫu 0,5 kg để xác định sinh khối khô trong phòng thí nghiệm.
2.4.2.3. Phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm
Xác định sinh khối khô bằng phƣơng pháp tủ sấy ở nhiệt độ 1050
C. Mẫu đƣợc sấy trong khoảng thời gian 72 giờ liên tục đến khi đạt trọng lƣợng không đổi. Dùng cân phân tích có độ chính xác 10-3
gam để xác định trọng lƣợng của mẫu.
2.4.2.4. Tính toán và xử lý số liệu * Xác định sinh khối cây tiêu chuẩn:
- Sinh khối khô của các bộ phận cây tiêu chuẩn (thân, vỏ, cành, lá, rễ):
Pti =Mki × Pti
Mki (2.1)
30
Mti, Mki - Khối lƣợng mẫu tƣơi, khô của bộ phận i (kg) i - Bộ phận của cây tiêu chuẩn, gồm: thân, vỏ, cành, lá, rễ. - Sinh khối khô/tƣơi cây tiêu chuẩn (tính cho từng cây):
Ptc = Pi (2.2) Trong đó: Ptc: Sinh khối tƣơi/khô của cây tiêu chuẩn (kg).
Pi: Sinh khối tƣơi/khô bộ phận i của cây tiêu chuẩn (kg). i - Bộ phận của cây tiêu chuẩn, gồm: thân, vỏ, cành, lá, rễ. - Sinh khối tƣơi/khô cây tiêu chuẩn trung bình cho 1 cấp đƣờng kính (Ptc):
Ptc =1
n Ptcj n
j=1
(2.3)
Trong đó: 𝑃𝑡𝑐𝑗 - Sinh khối tƣơi/khô của cây tiêu chuẩn thứ j trong 1 cấp đƣờng kính (kg/cây).
* Xác định sinh khối tươi/khô của tầng cây cao (𝑃𝐶𝐶, tấn/ha):
PCC = ndPd
4
d=1
(2.4)
Trong đó: Pd - Sinh khối tƣơi/khô cây tiêu chuẩn trung bình ở cấp đƣờng kính d (tấn).
nd - Số cây nằm trong cấp đƣờng kính d (cây/ha).
d - cấp đƣờng kính, gồm: 5-15 cm; 15-25 cm; 25-35 cm; >35 cm. Để tăng cƣờng thêm độ chính xác của kết quả thì khi tính toán sinh khối cây tiêu chuẩn trung bình có thể sử dụng thêm các cây tiêu chuẩn cùng cấp đƣờng kính, cùng loài ở các ô tiêu chuẩn khác.
* Xác định sinh khối cây bụi thảm tươi:
Sinh khối khô cây bụi thảm tƣơi (PkCB, tấn/ha):
PkCB =MkCB
MtCB × PtCB (2.5)
Trong đó: MkCB - Khối lƣợng khô của mẫu cây bụi thảm tƣơi (kg)
31
PtCB - Sinh khối tƣơi cây bụi thảm tƣơi (tấn/ha), đƣợc tính bằng công thức sau: PtCB =10.000 5 × 25 × PtCBi 5 i=1 (2.6)
PtCBi - Sinh khối tƣơi cây bụi thảm tƣơi của ô dạng bản i (tấn)
* Xác định sinh khối vật rơi rụng:
Sinh khối khô vật rơi rụng (PkVRR, tấn/ha):
PkVRR =MkVRR
MtVRR × PtVRR (2.7)
Trong đó: MkVRR - Khối lƣợng khô của mẫu vật rơi rụng (kg)
MtVRR - Khối lƣợng tƣơi của mẫu vật rơi rụng (kg)
PtVRR - Sinh khối tƣơi vật rơi rụng (tấn/ha), đƣợc tính bằng:
PtVRR =10.000
5 × 1 × PtVRRi
5
i=1
(2.8)
PtCBi - Sinh khối tƣơi vật rơi rụng của ô dạng bản i (5 ô) (tấn)
* Tổng sinh khối tươi và sinh khối khô toàn lâm phần
PLP = PCC + PCB + PVRR (2.9) Trong đó: PLP - Sinh khối tƣơi/khô của toàn lâm phần (tấn/ha)
PCC - Sinh khối tƣơi/khô của tầng cây cao (tấn/ha) PCB - Sinh khối tƣơi/khô của cây bụi thảm tƣơi (tấn/ha) PVRR - Sinh khối tƣơi/khô của vật rơi rụng (tấn/ha)
* Xác định trữ lượng các bon:
Từ kết quả xác định sinh khối khô tầng cây cao, cây bụi thảm tƣơi và vật rơi rụng, luận văn xác định lƣợng các bon tích lũy thông qua việc nhân sinh khối khô với hệ số mặc định 0,5 đƣợc thừa nhận bởi Ủy ban Quốc tế về biến đổi khí hậu (IPCC).
* Xây dựng mối quan hệ giữa sinh khối, trữ lượng các bon với một số nhân tố điều tra: