M Ở ĐẦU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp luận
Khí CO2 đi vào thực vật thông qua quá trình quang hợp để tạo sinh khối và lớn lên thông qua tích lũy C, một phần CO2 thải ra khí quyển qua quá trình hô hấp. Để tính lượng CO2 mà cây hấp thụ, người ta xét đến sinh khối hiện tại của cây. Trong
các phương pháp điều tra hiện nay, sinh khối đóng vai trò chủ chốt không thể thiếu để định lượng cũng như đánh giá khả năng hấp thu CO2.
Phương pháp luận của đề tài là kế thừa có chọn lọc các phương pháp nghiên cứu về sinh khối. Từ đó lượng hóa được khả năng hấp thụ CO2 của cây, thông qua xác định lượng C. Trong điều kiện khu vực nghiên cứu là công viên Thành phố, không được phép chặt hạ cây nên đề tài chọn phương pháp xác định sinh khối theo phương trình B = r*ρ*D2+c đã được Ketterings Quirine M. và ctv (2001) xây dựng theo tỷ trọng gỗ và đường kính thân cây. Phương pháp tiến hành tính toán thể tích thân cây, sinh khối thân cây thông qua thể V và WD, sinh khối cây (B) trên mặt đất thông qua sinh khối thân cây và chỉ số BEF. Trên cơ sở IV chọn loài ưu thế để xây dựng phương trình sinh khối (B) chung cho từng công viên và dựa vào tương quan giữa Hvn – D1,3 để lấy tham số c.
Trong lâm nghiệp, sinh khối dưới mặt đất là trọng lượng phần rễ sống của cây và chiếm một phần quan trọng trong tổng sinh khối. Để xác định được tổng sinh khối của rễ dưới mặt đất là công việc không phải đơn giản và có nhiều phương pháp xác định trực tiếp cũng như gián tiếp mang lại kết quả khả quan. Ở đây, đề tài tính sinh khối dưới mặt đất gián tiếp bằng cách sử dụng phương trình tương quan của Pearson và ctv (2005) đã tính cho rừng nhiệt đới.
2.3.2. Phương pháp thực hiện 2.3.2.1. Ngoại nghiệp 2.3.2.1. Ngoại nghiệp
- Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu, khu vực nghiên cứu và xác định vị trí công viên nghiên cứu trên Google Earth.
- Phân chia các lô tùy theo địa hình của mỗi công viên và diện tích tương ứng để việc điều tra được thuận tiện.
- Điều tra từng lô ở mỗi công viên về tên loài cây thân gỗ (theo nguồn tài liệu cây xanh công viên ngiên cứu), số lượng cây, số liệu các nhân tố điều tra trong từng công viên.
a. Tiến hành đo chu vi thân cây tại vị trí cao 1,3 m để tính đường kính cây suy ra từ công thức C1,3 = л *D1,3. Nhưng đối với cây có rễ bạnh vè thì đường kính
được đo tại vị trí kết thúc bạnh vè trên thân cây còn đối với cây phân cành sớm dưới vị trí 1,3 m thì xem như đo hai cây riêng biệt.
Hình 2.2: Hướng dẫn một số cách đo đường kính tại vị trí thân 1,3 mét [9].
Trước khi đo chiều cao chọn ra 40 cây tiêu chuẩn có hình dáng thân tương đối thẳng đứng, không sâu bệnh, tán lá tương đối đều theo cỡ đường kính từ nhỏ đến lớn ưu tiên những loài cây chiếm ưu thế thông qua xác định chỉ số IV theo công
thức: IV(%) = (N%+G%)/2
Trong đó:
N(%) = ni/n
ni: Số cây của loài i trong khu vực nghiên cứu
n: Số cây của tất cả các loài trong khu vực nghiên cứu G(%) = gi/g
gi: Tổng tiết diện ngang của loài i
g: Tổng tiết diện ngang của tất cả loài trong khu vực nghiên cứu. Tiết diện ngang là một trong những nhân tố phản ánh mức độ sinh trưởng và đánh giá lượng vật chất dự trữ trong cây. Do tiết diện ngang của thân cây không thể xác định trực tiếp nên dựa vào đường kính D1,3. Công thức tính là: G (m2
) = л/4*(D1,3/2)2
Hình 2.3: Đo đường kính cao tại 1,3 m và đo chiều cao cây
b. Đo chiều cao vút ngọn của cây bằng thước đo cao. Đây là dụng cụ được thiết kế đơn giản, ít tốn kém và được sử dụng trong lâm nghiệp để điều tra rừng.
Hình 2.4: Minh họa cách đo chiều cao cây
Áp dụng nguyên tắc hình học tam giác vuông để tính chiều cao cây Theo hình vẽ 2.2 ta áp dụng các công thức sau:
H = H1 + H2 H2 = tga * L
tga : được suy ra từ giá trị của độ chỉ ra trên thước khi ngắm. H1: Chiều cao của người đo cây.
L : Khoảng cách người đo so với cây (tùy chọn).
c. Đo đường kính tán theo tám hướng Bắc, Đông Bắc, Đông, Đông Nam, Nam, Tây Nam, Tây, Tây Bắc để tính diện tích tán và tính hệ số che phủ.
d. Thu thập các số liệu ngoài thực địa: Ghi chép lại các số liệu đo đếm được và phẩm chất cây vào phiếu điều tra.
Phiếu đo đếm các nhân tố điều tra
Tên công viên:……….Người điều tra:………. Lô: ………...Ngày điều tra:………...
Số TT cây
Mã số
cây Loài cây
Công viên nghiên cứu Chu vi (cm) tại vị trí 1,3 m (cm) Dtán Hvn (m) Phẩm chất cây … …
e. Dụng cụ đo đếm chủ yếu : Thước đo cao, thước dây.
Hình 2.5: Thước đo cao Clinometer (Nguồn: www.Vitual maths.org) và thước dây
f. Phẩm chất cây
Để thuận lợi trong công tác theo dõi chăm sóc cây xanh có thể chia phẩm chất cây ra làm 4 cấp để đánh giá:
- Phẩm chất tốt: Cây phải phát triển cân đối, không sâu bệnh, lá xanh đều. - Phẩm chất trung bình: là cấp trung gian giữa tốt và xấu.
- Phẩm chất xấu: Cây bị sâu bệnh, cong queo, lá ít hoặc chuyển màu. - Chết: Cây vẫn đứng nhưng mọi hoạt động sống không còn.
2.3.2.2. Nội nghiệp
- Sử dụng phương pháp phân tích, thống kê trong lâm nghiệp trên máy vi tính.
- Phân tích và xử lý số liệu bằng các phần mềm thống kê chuyên dụng Excel 2003: Tool – Data – Analaysis – Descriptive Statistics để mô tả các nhân tố điều tra; Statgraphic Plus 5.1: Improve – Regression Analysis – One factor – Simple regression để thiết lập phương trình tương quan giữa các nhân tố điều tra.
a. Xác định diện tính tán của cây (Stan) dựa trên công thức phần mềm chuyên dụng Excel 2003.
b. Tính thể tích cây cá thể. V= G*H*F
V là thể tích cây
G là tiết diện ngang của cây tại D1,3
H là chiều cao vút ngọn của cây. F chỉ số hình dạng thân cây
Trong công viên các cây xanh bao gồm vừa mọc tự nhiên và được trồng nên ở đây đề tài sử dụng F = 0,47 cho đồng bộ các cây ở các công viên nghiên cứu.
c. Tính sinh khối trên mặt đất của các cây tiêu chuẩn theo phương trình của Brown S., 1997
AGB = V*WD*BEF Trong đó:
WD: Tỷ trọng gỗ (sử dụng bảng tra tỷ trọng gỗ “Wood Densities of
Tropical Tree Species và Gisel Reyes, Sandra Brown, Jonatha và Ariel E. Lugo, 1992”, kết hợp với tra bảng từ trang web http://www.worldagroforestrycentre.org, Nguyễn Ngọc Chinh, 1996) [26], [29]. Đối với một số loài thực vật chưa xác định được trong các nguồn trên thì WD = 0,57 được dùng cho khu vực Đông Nam Á (Brown S., 1997).
BEF: Hệ số chuyển đổi theo VCS [17].
- Nếu D1,3 < 20 cm thì BEF = 1,40.
- Nếu 20 cm < D1,3 < 40 cm thì BEF = 1,38. - Nếu 40 cm < D1,3 < 80 cm thì BEF = 1,33. - Nếu D1,3 > 80 cm thì BEF = 1,25.
d. Xây dựng phương trình sinh khối trên mặt đất của cây thân gỗ cho từng công viên:
Để xây dựng phương trình sinh khối có dạng B = r*ρ*D1,32+c từ tỷ trọng gỗ và đường kính thì cần xét đến mối quan hệ của hai dạng phương trình sau:
Phương trình tương quan giữa B và D1,3 cho từng công viên có dạng: B = a * D1,3 b
Phương trình tương quan Hvn và D1,3 cho từng công viên có dạng: H = k * D1,3c
Trong đó: b ≈ 2 + c
a = r * ρ (đã được Ketterings Quirine M. và ctv (2001) chứng minh khi nghiên cứu sinh khối tại các khu vực khác nhau).
ρ: Tỷ trọng gỗ trung bình của các loài trong từng công viên. r: hệ số thể hiện mối quan hệ không ổn định giữa các khu vực. Các phương trình được chọn trong đề tài cần đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Phương trình đơn giản dễ sử dụng.
+ Thể hiện mối quan hệ tốt nhất giữa các nhân tố, phù hợp đặc điểm sinh học.
+ Các thông số của phương trình và phương trình đều tồn tại ở mức có ý nghĩa thông qua trắc nghiệm F (p < 0,05) và các giá trị T tính (p < 0,05).
+ Hệ số xác định R2 cao, hệ số biến động V% và hệ số chính xác P% thấp, nằm trong giới hạn cho phép (< 10%).
e. Sinh khối dưới mặt đất
Do hạn chế về mặt khách quan khu vực nghiên cứu nên đề tài xác định sinh khối dưới mặt đất gián tiếp qua phương trình tương quan đã được Pearson và ctv (2005) tính cho rừng nhiệt đới [19]:
BGB = exp (-1,0587 + 0,8836 * ln (AGB)) Trong đó:
BGB: Sinh khối dưới mặt đất . AGB: Sinh khối trên mặt đất.
f. Xác định lượng C cây cá thể thông qua sinh khối và hệ số chuyển đổi 0,47 [22] theo phương pháp của tổ chức IPCC (2006):
C = 0,47 * W.
W: Tổng sinh khối khô trên và dưới mặt đất
Trên cơ sở tính toán C của cây cá thể tính được trữ lượng C tích tụ trong các lô và toàn khu vực nghiên cứu.
g. Xác định trữ lượng CO2
- Tính lượng CO2 cây thân gỗ hấp thụ: CO2 = C*44/12 và lượng O2 = C*32/12.
- Từ lượng CO2 của từng cây thân gỗ tính được trữ lượng CO2 cho từng lô ở mỗi công viên và trữ lượng CO2 cho tất cả công viên nghiên cứu.
h. Lượng giá CO2
- Tham khảo giá cả thị trường C hiện tại để tính giá trị thành tiền CO2.
- Lượng giá hấp thụ CO2 (VNĐ) = Lượng CO2 * Đơn giá CO2e/tấn (USD hay Euro) * tỷ giá VNĐ tại thời điểm nghiên cứu.
Hình 2.6: Sơ đồ tóm tắt quá trình nghiên cứu Hệ số chuyển đổi
BEF (VCS) Điều tra cây cá thể
D1,3, Hvn và Dtán
Tra bảng tìm tỷ trọng gỗ
Xây dựng phương trình tương quan của Hvn, Stan, V, B.
Phương trình sinh khối B = r*ρ*D2+c Tính sinh khối trên mặt đất Tính sinh khối dưới mặt đất Tính C tích lũy cây cá thể Tính CO2cây cá thể Tính CO2 tại khu vực nghiên cứu
Giá trị CO2 thành tiền tại khu vực nghiên cứu
Sử dụng phương trình
Điều tra tên loài
Chương 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Vị trí nghiên cứu và phân chia khu vực nghiên cứu
Hình 3.1: Khu vực nghiên cứu (Nguồn: Google Earth, 2012)
Khu vực nghiên cứu tại Quận 1 có 4 công viên là Tao Đàn ký hiệu là D gồm các lô D1, D2, D3, D4; Công viên 30 tháng 4 ký hiệu là B gồm các lô B1, B2, B3, B4 Công viên 23 tháng 9 ký hiệu là H gồm các lô H1 (H1.1, H2.2), H2 và Công viên Lê Văn Tám ký hiệu là T gồm các lô T1, T2, T3 thuộc Quận 1 thành phố Hồ Chí Minh được hình thành tại trung tâm Quận góp phần phục vụ cho hoạt động sinh hoạt văn hóa, bảo vệ bầu không khí và cảnh quan nơi đây. Mỗi công viên được xây dựng với diện tích, số lượng thành phần loài tương ứng và việc phân chia lô dựa vào sự phân chia các khu của công viên, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các việc đo đếm cây.
Bảng 3.1: Diện tích các lô trong công viên Số
TT
Công viên
Tao Đàn Công viên 30 tháng 4
Công viên 23 tháng 9 Công viên Lê Văn Tám Lô S (ha) Lô S (ha) Lô S (ha) Lô S (ha) 1 D1 2,64 B1 0,85 H1.1 3,99 T1 1,89 2 D2 2,27 B2 1,02 H1.2 T2 1,90 3 D3 4,55 B3 0,85 H2 5,61 T3 2,25 4 B4 0,84 5 Tổng 9,46 3,56 9,60 6,04
6 Tổng diện tích (S) 4 công viên = 28,66 ha
Theo bảng 3.1 toàn khu vực nghiên cứu gồm có 4 công viên chia làm 12 lô có diện tích tương ứng. Trong đó, Công viên 30 tháng 4 có diện tích nhỏ nhất 3,56 ha, Công viên 23 tháng 9 có diện tích lớn nhất 9,6 ha và tổng diện tích khu vực nghiên cứu là 28,66 ha. Nhìn chung 2 Công viên 30 tháng 4 và Lê Văn Tám có diện tích phân chia tương đối đồng đều giữa các lô, 2 công viên còn lại diện tích giữa các lô chênh lệch nhau nhiều. Điều này cho thấy việc bố trí diện tích cây xanh ở các công viên là khác nhau.
3.2. Thành phần cây thân gỗ tại các công viên
a. Công viên 30 tháng 4
Đây được xem là nơi trồng thuần loài Sao đen thuộc họ Dipterocarpaceae có 310 cây chiếm 100% phân bố trong 4 lô B1, B2, B3, B4. Sao đen thuộc cây gỗ lớn, thường xanh phân bố chủ yếu ở vùng Đông Nam Á, sinh trưởng thuận lợi trong điều
kiện khí hậu tại thành phố Hồ Chí Minh với hai mùa mưa và khô rõ rệt. Vì thế, loài cây này được trồng rộng rãi tại các công viên Thành phố và được trồng đặc trưng tại Công viên 30 tháng 4. Cấu trúc quần thụ đơn giản hơn so với các quần thụ hỗn loài tại 3 công viên còn lại.
b.Công viên Tao Đàn
Bảng 3.2: Thành phần cây thân gỗ tại Công viên Tao Đàn Số TT Họ thực vật Số loài % loài Số cây % cây
1 Combretaceae 2 2,44 6 0,72 2 Anacardiaceae 3 3,66 9 1,08 3 Annonaceae 1 1,22 1 0,12 4 Apocynaceae 2 2,44 5 0,60 5 Bignoniaceae 2 2,44 8 0,96 6 Bombacaceae 2 2,44 3 0,36 7 Boraginaceae 1 1,22 2 0,24 8 Caesalpinoideae 15 18,29 174 20,91 9 Dipterocarpaceae 3 3,66 303 36,42 10 Ebenaceae 2 2,44 15 1,80 11 Euphorbiaceae 2 2,44 6 0,72 12 Fabaceae 2 2,44 18 2,16 13 Gentianaceae 1 1,22 14 1,68 14 Guttiferae 2 2,44 4 0,48 15 Lauraceae 2 2,44 5 0,60 16 Lecythidaceae 3 3,66 6 0,72 17 Lythraceae 1 1,22 12 1,44 18 Magnoliaceae 1 1,22 2 0,24 19 Meliaceae 4 4,88 109 13,10 20 Poltaliaceae 1 1,22 5 0,60 21 Mimosoideae 3 3,66 8 0,96 22 Moraceae 8 9,76 57 6,85 23 Myrtaceae 2 2,44 2 0,24 24 Oxalidaceae 1 1,22 2 0,24 25 Potaliaceae 2 2,44 6 0,72 26 Proteaceae 1 1,22 1 0,12 27 Rhamnaceae 1 1,22 1 0,12 28 Rubiaceae 2 2,44 2 0,24 29 Sapindaceae 2 2,44 2 0,24 30 Sapotaceae 4 4,88 34 4,09 31 Sp 1 1,22 5 0,60 32 Sterculiaceae 1 1,22 1 0,12
33 Thymeleaceae 1 1,22 1 0,12
34 Verbenaceae 1 1,22 3 0,36
Tổng 82 100% 832 100%
Ghi chú: 31.Sp sửa lại Fabaceae – 8. Caesalpinoideae sửa lại Leguminosae
Theo bảng 3.2 và hình 3.2 cho thấy số lượng loài là 82 loài thuộc 34 họ, trung bình mỗi họ có khoảng 2 loài, số loài theo họ dao động từ 1 đến 15 loài, nhiều nhất là họ Caesalpinoideae gồm 15 loài chiếm 18,29% tổng số loài, họ Moraceae có 8 loài chiếm 9,76%, 2 họ Meliaceae và Sapotaceae có 4 loài đều chiếm 4,88%, 4 họ Anacardiaceae, Dipterocarpaceae, Lecythidaceae, Mimosoideae mỗi họ có 3 loài đều chiếm 3,66%, 13 họ còn lại số loài ít gồm 1 hoặc 2 loài chiếm 1,22% hoặc 2,44%. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 C a es a lp in o id e ae S a p o ta ce a e L e c y th id a ce a e A p o cy n a c ea e