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:
32
quan cao nhất và sai số bé nhất, dễ áp dụng nhất và khi kiểm tra sự tồn tại của phƣơng trình và các hệ số hồi quy đều cho xác suất nhỏ hơn 0,05 (giá trị mặc định của phần mềm SPSS 16.0). Các mối quan hệ quan trọng là:
- Mối quan hệ giữa sinh khối, lƣợng các bon tích lũy của cây cá thể với các nhân tố điều tra D1.3, G.
- Mối quan hệ giữa sinh khối, trữ lƣợng các bon của lâm phần với các nhân tố điều tra: G, M.
Phƣơng trình tƣơng quan thể hiện mối quan hệ giữa các đại lƣợng đƣợc xác lập bằng trình lệnh Analyze\Regression\Curve Estimation trong phần mềm SPSS. Đề tài đã thử nghiệm nhiều hàm tƣơng quan tuyến tính một lớp, tuyến tính nhiều lớp và các hàm phi tuyến khác nhau (Linear, Logarithmic, Inverse, Quadratic, Cubic, Power, Compound, S, Logistic, Growth, Exponential...). Phƣơng trình đƣợc lựa chọn là phƣơng trình có hệ số tƣơng quan lớn nhất và sai tiêu chuẩn nhỏ nhất.
* Đề xuất phương pháp xác định sinh khối và trữ lượng các bon ở các trạng thái rừng khộp tại tỉnh Gia Lai
Từ kết quả nghiên cứu, đề tài đƣa ra một số đề xuất xác định sinh khối và trữ lƣợng các bon của các trạng thái rừng khộp ở tỉnh Gia Lai.
33
Chƣơng 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khái quát đặc điểm khu vực nghiên cứu
3.1.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1.1. Vị trí địa lý
Gia Lai là một tỉnh miền núi nằm ở phía Bắc của khu vực Tây Nguyên. Với diện tích 15.494,9 km², tỉnh Gia Lai trải dài từ 15°58'20" đến 14°36'36" vĩ độ Bắc, từ 107°27'23" đến 108°94'40" kinh độ Đông. Phía Bắc giáp tỉnh Kon Tum, phía Nam giáp tỉnh Đắk Lắk, phía Tây giáp Campuchia với 90 km đƣờng biên giới quốc gia, phía Đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định và Phú Yên.
3.1.1.2. Địa hình, đất đai
Địa hình
Gia Lai là một tỉnh cao nguyên miền núi, có độ cao trung bình 800-900 m, với đỉnh cao nhất là Kon Ka Kinh thuộc huyện K’Bang (1.748 m) và nơi thấp nhất là vùng hạ lƣu sông Ba (100 m). Ðịa hình có xu hƣớng thấp dần từ Bắc xuống Nam, nghiêng từ Đông sang Tây với 3 kiểu địa hình chính:
- Ðịa hình đồi núi: Chiếm khoảng 2/3 diện tích tự nhiên toàn tỉnh, đặc biệt là dãy núi Mang Yang kéo dài từ đỉnh Kon Ka Kinh đến huyện Krông Pa, chia thành 2 vùng khí hậu rõ rệt là Đông Trƣờng Sơn và Tây Trƣờng Sơn.
- Ðịa hình cao nguyên: Có hai cao nguyên đất đỏ bazan là cao nguyên Pleiku và cao nguyên Kon Hà Nừng, chiếm gần 1/3 diện tích tự nhiên của tỉnh.
- Ðịa hình thung lũng: Đƣợc phân bố dọc theo các sông, suối, khá bằng phẳng, ít bị chia cắt. Có hai thung lũng lớn là thung lũng An Khê và thung lũng Cheo Reo - Phú Túc.
Đất đai
Theo phân loại của FAO - UNESCO thì đất đai của tỉnh gồm các nhóm sau: - Nhóm đất phù sa: Có 64.218 ha, chiếm 4,13% diện tích tự nhiên. Nhóm đất phù sa phân bố ở nơi có địa hình bằng phẳng, gần nguồn nƣớc (sông hay suối lớn), tầng đất dày.
34
- Nhóm đất xám: Có diện tích 364.638 ha, chiếm 23,47% diện tích tự nhiên, đƣợc hình thành trên nền phù sa cổ, đá mác ma axít và đá cát. Ðất có thành phần cơ giới nhẹ, dễ thoát nƣớc, khả năng giữ chất dinh dƣỡng kém nên nghèo dinh dƣỡng.
- Nhóm đất đỏ vàng: Đây là nhóm đất có diện tích lớn nhất với 756.433 ha, chiếm 48,69% tổng diện tích tự nhiên. Ðây cũng là nhóm đất có nhiều loại đất có ý nghĩa rất quan trọng, đặc biệt là loại đất đỏ trên đá bazan, tập trung ở các huyện trên cao nguyên Pleiku và cao nguyên Kon Hà Nừng.
- Nhóm đất đen dốc tụ: Diện tích 16.774 ha, chiếm 1,08% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Nhóm đất này chủ yếu ở độ cao 300-700 m, độ dốc 3-80.
- Nhóm đất xói mòn trơ sỏi đá: Diện tích 164.751 ha, chiếm 10,60% diện tích tự nhiên.
3.1.1.3. Khí hậu, thủy văn
Khí hậu
Tỉnh Gia Lai thuộc vùng khí hậu cao nguyên nhiệt đới gió mùa, dồi dào về