Dựa vào bản đồ địa hình và bản đồ hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp của khu vực nghiên cứu tiến hành vạch tuyến khảo sát, xác định các điểm nghiên cứu ngoài thực địa.
3.4.4. Phương pháp PRA
Điều tra cộng đồng sử dụng các công cụ của bộ công cụ PRA (phỏng vấn bán cấu trúc, đánh giá cảnh quan có sự tham gia,…) để điều tra xác định các nguy cơ và mức độ của các hoạt động gây suy thoái trữ lượng các bon rừng và sự sẵn sàng của cộng đồng đối với các hoạt động liên quan đến tăng cường và bảo tồn các bon rừng.
3.4.5. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn
3.4.5.1. Số lượng và vị trí các ô mẫu
Trên thực địa và với điều kiện thực hiện chuyên đề tốt nghiệp nên số lượng vị trí các ô tiêu chuẩn có nhiều hạn chế, nhưng trên cơ sở đảm bảo về tổng quan các trạng thái nghiên cứu. Số lượng các ô mẫu nghiên cứu trong quá trình thực hiện bao gồm: 9 OTC diện tích mỗi ô là 2000 m2, các ô mẫu được lựa chọn ngẫu nhiên trên bản đồ tại các vị trí chân, sườn, đỉnh khác nhau.
Tất cả các OTC điều tra trong này đều được lập tại xã Hoàng Nông, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
3.4.5.2. Hình dạng và kích thước ô mẫu
Trên tuyến điều tra, tiến hành thiết lập OTC với diện tích 2000 m2 (40 m x 50 m) đo tất cả các cây gỗ có trong ô. Trong OTC thiết lập 5 ô dạng bản với diện tích 1m2 để thu mẫu cây bụi thảm tươi và thảm mục (hình 3.1). Ô mẫu được lựa chọn tránh đường ranh giới, trừ khi được xác định trước, lựa chọn ô đo đếm theo cách lựa chọn ngẫu nhiên.
Hình 3.1. Cách thiết lập ô tiêu chuẩn
3.4.5.3. Các thành phần carbon phần trên mặt đất cần đo đếm
- Cây gỗ sống trên mặt đất: Nhân tố đường kính ngang ngực (D1.3), loài hoặc có thể thêm chiều cao (H) được đo đếm để ước tính sinh khối của cây gỗ trên mặt đất và carbon trong cây thông qua các phương trình tương quan.
- Cây bụi, thảm tươi: Nhân tố đo đếm là khối lượng sinh khối tươi, và được lấy mẫu đem về phòng thí nghiệm phân tích tỷ lệ % khối lượng khô.
- Thảm mục: Nhân tố đo đếm là khối lượng thảm mục, và được lấy mẫu đem về phòng thí nghiệm phân tích tỷ lệ % khối lượng khô.
3.4.5.4. Đo đếm tại các ô tiêu chuẩn
(1) Tạo lập định vị ô mẫu trên thực địa
Sử dụng bản đồ và địa bàn để xác định vị trí ô mẫu.
(2) Thiết kế và lập ô mẫu
Điều tra các bon rừng có thể sử dụng ô dạng hình chữ nhật vì nó dễ thiết lập trên hiện trường và nó có thể trải dài trên các dạng địa hình. Do đó nó mang tính đại diện cao.
Trình tự
• Tiến hành lập OTC với diện tích 2000 m2 (40 x 50 m = 2000 m2), đo đếm tất cả cây gỗ trong OTC.
• Trên ô điều tra diện tích 2000 m2, thiết lập 5 ô dạng bản với diện tích 1 m2 để thu mẫu thảm mục và thảm tươi.
(3) Đo đếm tại ô tiêu chuẩn
a. Đo đếm các bon sinh khối cây gỗ sống
Cây gỗ cô lập và lưu trữ một lượng lớn carbon (C) trong phần sinh khối trên mặt đất của chúng (thân, cành, lá) và bên dưới mặt đất (rễ).
Xác định sinh khối trên mặt đất
Sử dụng phương pháp bảo tồn cây (Non-destructive measurement). Tính sinh khối theo công thức sẵn có.
Trình tự
Trong ô tiêu chuẩn đo đường kính ngang ngực (D1.3 m) của tất cả các cây gỗ (Sử dụng gậy dài 1,3 m để xác định vị trí đo). Có thể dùng thước đo chu vi rồi quy đổi sang đường kính.
d = Chu vi/π (π≅3.14)
Ghi tất cả các số liệu đo đếm trong ô vào bảng tính 1 (Phụ lục 1).
Quy đổi giá trị đo đếm cây thành sinh khối trên mặt đất, có thể sử dụng các công thức theo Kettering et al. (2001) được xây dựng cho rừng tự nhiên hoặc hệ thống nông lâm kết hợp: Y = 0.11 ρD2 + c (3.1)
(Y = sinh khối cây, kg/tree; D1.3, cm; ρ= tỷ trọng gỗ= 0.5, g/cm3; c = 0.62, các tham số ρ và c được sử dụng giá trị mặc định)
b. Đo đếm các phần sinh khối khác trên mặt đất
Trong rừng C được lưu giữ chủ yếu trong sinh khối thực vật (trên và dưới mặt đất) và trong đất. Sinh khối trên mặt đất bao gồm tất cả các thân cây gỗ, cành, lá cây sống, dây leo, bụi trườn, và thực vật bì sinh cũng như các cây bụi và thảm tươi. Đối với đất nông nghiệp, không thực hiện quá trình điều tra vì đề tài với kính phí và thời gian thực hiện bị hạn chế.
(b.1) Xác định sinh khối tầng dưới tán (Understorey)
Tầng dưới tán (Understorey) bao gồm: Cây gỗ có đường kính <5cm, cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi.
Trình tự:
Trên OTC 2000m2 lập 5 ô dạng bản mỗi ô 1m2, như được chỉ ra ở hình 3.1. Vị trí ô dạng bản được đặt như sau: 4 ô được đặt 4 góc của ô, 1 ô ở trung tâm ô. Cắt toàn bộ các cây có trong ô dạng bản. Xác định trọng lượng tươi (fresh weight = FW) ngay tại thực địa (g/1m2).
Chặt nhỏ tất cả mẫu và trộn đều trước khi lấy mẫu phân tích.
Lấy mẫu đại diện trong khoảng từ 150g đến 300g tươi, cho vào túi giấy. Để xác định % khối lượng khô.
Sấy khô mẫu ở nhiệt độ 850C trong vòng 8 giờ, xác định trọng lượng khô (DW).
Sinh khối của cây bụi thảm tươi được tính theo công thức 3.2. (3.2)
Trong đó: Dw là tổng lượng mẫu khô (kg/m2); Fw là tổng khối lượng mẫu tươi (kg); SubDw là khối lượng mẫu phụ khô (g); SubFw là khối lượng mẫu phụ tươi (g); a là diện tích đo đếm
(b.2) Thảm mục
Thu thập tất cả mẫu thảm mục trong cùng một ô 1 m x 1 m (1 m2) được sử dụng cho thu mẫu dưới tán, nó có thể được thực hiện theo các bước:
Thu mẫu thảm mục thô chẳng hạn như bất kỳ đoạn thân/cành có d < 5cm và/hoặc chiều dài < 50cm, vật liệu thực vật chưa phân hủy hay dư lượng cây trồng, tất cả lá và cành. Xác định sinh khối.
Trộn đều mẫu thu được từ 5 ô dạng bản và lấy mẫu mỗi loại trong khoảng từ 100 g đến 200 g để xác định % khối lượng khô.
Tất cả các số liệu được ghi vào bảng tính 3 (Phụ lục 3)
Sinh khối của thảm mục được tính toán dựa vào công thức 3.2.
Lấy trung bình của các mẫu để tính toán sinh khối thảm mục cho cả ô tiêu chuẩn.
3.4.5.5. Tính toán xử lý số liệu
(1) Xác định mật độ
Mật độ cho biết số lượng cá thể trung bình của loài nghiên cứu trên mỗi ô tiêu chuẩn được tính theo công thức:
1 0 .0 0 0 n N x S = (cây/ha) Trong đó:
+ n: Tổng số cá thể của loài trong OTC + S: Diện tích của OTC
Sau khi toàn bộ các giá trị sinh khối khô của các thành phần được quy ra đơn vị: kg/ha. Tính tổng toàn bộ các hợp phần tạo thành sinh khối khô trên mặt đất (W).
Xác định hàm lượng các bon: Hàm lượng carbon (CS) trong sinh khối xác định thông qua việc áp dụng hệ số mặc định 0.46 thừa nhận bởi Ủy ban quốc tế về biến đổi khí hậu (IPCC, 2003). Nghĩa là hàm lượng carbon được tính bằng cách nhân với sinh khối khô với 0.46. Tính theo công thức 3.3
Wcarbon = 0.46*DW(kg/ha hoặc tấn/ha) (3.5)
Trong đó: Wcarbon - Lượng các bon; DW - Sinh khối khô.
(3) Tính tổng trữ lượng carbon
Lần lượt tính toán các thành phần carbon rừng và tổng hợp cho cả khu vực.
(4) Xác định tổng tiết diện ngang thân cây gỗ, đường kính và chiều cao trung bình
× 10000 Trong đó:
G là Tổng tiết diện ngang thân cây gỗ trong OTC (cm) Di là đường kính cây thứ i (cm)
S là diện tích của OTC (m²)
π = 3,14
Trong đó:
D là đường kính trung bình của OTC (cm) Di là đường kính cây thứ i (cm)
Trong đó:
H là chiều cao trung bình của OTC (m) Hi là chiều cao của cây thứ i (m)
n là tổng số cá thể có trong OTC điều tra (cây)
(5) Xác định trữ lượng
Xác đinh trữ lượng theo công thức: M = G × × fi Trong đó:
M là trữ lượng sinh khối tích lũy G là tiết diện thân trung bình của OTC
là chiều cao vút ngọn trung bình của OTC fi là hình số cây, được mặc định là 0,43
(6) Xác định lượng CO2 tương đương
Theo IPCC (2003) lượng CO2 được tính thông qua lượng carbon tích lũy được tính theo công thức:
NCO2Eq = 3.67*Wc (tấn/ha) Trong đó:
- NCO2Eq là lượng CO2 tương đương (tấn/ha) - Wc là lượng carbon (C) tích lũy (tấn/ha)
Phần 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH
4.1. Một số đặc điểm cấu trúc của rừng phục hồi tự nhiên
- Dựa trên một số đặc điểm cấu trúc và số liệu điều tra thu thập xử lý của rừng phục hồi tự nhiên (IIb) trong lâm phần cho thấy các trạng thái rừng khác nhau có tốc độ sinh trưởng và mật độ khác nhau. Kết quả đánh giá mật độ, đường kính và chiều cao thân cây bình quân được trình bày tại bảng 4.1:
Bảng 4.1. Đặc điểm cấu trúc của rừng phục hồi tự nhiên (IIb)
STT OTC Tổng tiết diện ngang (m2 /ha) Chỉ tiêu hình thái Mật độ (cây/ha) Trữ lượng (m3/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) 1 OTC 01 18,46 21,90 16,57 445 137,37 2 OTC 02 16,91 21,36 14,20 425 128,07 3 OTC 03 23,70 23,32 15,08 525 175,59 4 OTC 04 21,62 22,07 14,70 520 148,56 5 OTC 05 19,65 26,43 14,93 345 134,11 6 OTC 06 22,78 27,36 14,86 370 156,26 7 OTC 07 17,91 24,19 12,69 360 108,13 8 OTC 08 28,33 28,07 14,43 410 205,71 9 OTC 09 19,03 22,42 11,47 430 108,09 (Nguồn số liệu điều tra tổng hợp)
Qua bảng 4.1 ta có nhận xét như sau:
Kích thước cây rừng và mật độ là những nhân tố chính quyết định sinh khối lâm phần. Mật độ gỗ trong cây ảnh hưởng đến hàm lượng carbon trong cây và như vậy nó cũng ảnh hưởng đến lâm phần thực vật. Toàn bộ khu vực nghiên cứu có tổng tiết diện dao động trong khoảng từ 16,91m²/ha đến 28,33 m²/ha. Các chỉ tiêu về hình thái như và đều dao động không nhiều.
Cụ thể ở chỉ tiêu có sự dao động từ 21,90 cm đến 28,07 cm. Còn đối với chỉ tiêu thì có sự dao động từ 11,47 m đến 16,57 m. Mật độ cây ở trong khu vực nghiên cứu cũng không đồng đều, có sự dao động từ 345 cây/ha đến 525 cây/ha. Trữ lượng của lâm phần dao động từ 108,09 m³/ha đến 205,71 m³/ha.
4.2. Sinh khối trên mặt đất của rừng phục hồi tự nhiên (IIb)
Trong một khu rừng thì cây gỗ, cây bụi thảm tươi và thảm mục tạo thành phần chủ yếu của sinh khối trên mặt đất. Tổng sinh khối của một lâm phần biến động mạnh và phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Trên cơ sở số liệu điều tra ngoài thực tế, sấy mẫu trong phòng thí nghiệm và áp dụng các công thức để tính sinh khối của các thành phần trên mặt đất như cây gỗ, cây bụi thảm tươi và thảm mục. Kết quả về sinh khối của các thành phần được trình bày ở bảng 4.2.
Bảng 4.2. Sinh khối trên mặt đất của các thành phần rừng phục hồi tự nhiên (IIb)
STT OTC
Sinh khối (tấn/ha) Tổng sinh khối khô (tấn/ha) Cây gỗ sống Cây bụi thảm tươi Thảm mục 1 OTC 01 97,01 8,59 7,44 113,04 2 OTC 02 88,64 9,01 7,18 104,84 3 OTC 03 124,06 8,84 7,68 140,59 4 OTC 04 112,57 8,26 7,33 128,16 5 OTC 05 109,30 8,87 7,54 125,72 6 OTC 06 130,72 9,12 6,66 146,50 7 OTC 07 98,29 10,07 7,29 115,65 8 OTC 08 175,94 9,64 7,01 192,60 9 OTC 09 102,82 9,21 7,24 119,27 Sinh khối trung bình 115,484 9,07 7,26 131,817
* Nhận xét:
Kết quả nghiên cứu sinh khối khô là một bước đi quan trọng trong việc nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của lâm phần. Sinh khối khô là sinh khối tươi của các bộ phận (thân, cành, lá, rễ) đã được sấy khô ở một nhiệt độ nhất định 850C trong vòng 8 giờ. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy, lượng sinh khối khô của các thành phần là khác nhau và khác nhau theo từng thành phần trong lâm phần. Từ bảng 4.2. ta có thể phân tích chi tiết hơn bằng bảng 4.3 và Hình 4.1 để mô tả rõ hơn về cấu trúc sinh khối khô các thành phần trên mặt đất của tất cả các OTC trên.
Bảng 4.3. Tỷ lệ % cấu trúc sinh khối khô các thành phần trên mặt đất STT OTC Sinh khối (%) Tổng sinh khối khô (%) Cây gỗ sống Cây bụi thảm tươi Thảm mục 1 OTC 01 85,82 7,60 6,58 100 2 OTC 02 84,55 8,60 6,85 100 3 OTC 03 88,24 6,29 5,47 100 4 OTC 04 87,83 6,45 5,72 100 5 OTC 05 86,94 7,06 6,00 100 6 OTC 06 89,23 6,22 4,55 100 7 OTC 07 84,99 8,71 6,30 100 8 OTC 08 91,35 5,01 3,64 100 9 OTC 09 86,21 7,72 6,07 100 Sinh khối % trung bình 87,24 7,07 5,69 100 (Nguồn số liệu điều tra tổng hợp)
Hình 4.1. Biểu đồ tỷ lệ % cấu trúc sinh khối khô các thành phần trên mặt đất
Nhận xét:
Qua bảng 4.3 và hình 4.1, ta có thể thấy phần lớn sinh khối của cây gỗ sống đều chiếm tỷ lệ lớn từ 84,55% đến 91,35 %. Tỷ lệ này cao nhất ở OTC 08 vào thấp nhất ở OTC 02. Cũng góp phần tạo nên sinh khối chiếm tỷ lệ nhỏ trong OTC đó là sinh khối của tầng cây bụi thảm tươi với tỉ lệ thấp dao động từ 5,01% tại OTC 08 đến 8,71 % ở ô OTC 07. Do hầu hết diện tích khu vực điều tra thuộc về rừng thứ sinh nên tầng thảm mục chiếm tỷ lệ rất nhỏ trong tổng sinh khối của toàn bộ OTC tầng thảm mục cũng tạo nên toàn bộ sinh khối của toàn bộ OTC. Sinh khối của tầng thảm mục rất nhỏ, chiếm tỷ lệ từ 3,64% tại OTC 08 đến 6,85 % tại OTC 02.
4.3. Lượng carbon tích lũy trên mặt đất của rừng phục tự nhiên (IIb)
Qua quá trình thống kê và xử lý số liệu điều tra nghiên cứu và áp dụng các công thức tính về thành phần nghiên cứu chung về lượng carbon tích lũy trên mặt đất bao gồm tầng cây gỗ sống, tầng cây bụi thảm tươi và thảm mục thuộc xã Hoàng Nông huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên đưa ra kết quả qua bảng 4.4 và hình 4.2 mô tả rõ hơn lượng tích lũy các bon trên mặt đất của rừng phục hồi tự nhiên.
Bảng 4.4. Lượng carbon tích lũy trên mặt đất của rừng phục hồi tự nhiên (IIb) STT OTC Lượng C tích lũy (tấn/ha) TổngC (tấn/ha) Cây gỗ sống Cây bụi thảm tươi Thảm mục 1 OTC 01 44,62 3,95 3,42 52,00 2 OTC 02 40,78 4,15 3,30 48,23 3 OTC 03 57,07 4,07 3,53 64,67 4 OTC 04 51,78 3,80 3,37 58,95 5 OTC 05 50,28 4,08 3,47 57,83 6 OTC 06 60,13 4,19 3,06 67,39 7 OTC 07 45,21 4,63 3,35 53,20 8 OTC 08 80,93 4,43 3,23 88,59 9 OTC 09 47,30 4,24 3,33 54,86 Lượng C trung bình 53.123 4.172 3.341 60.636 (Nguồn số liệu điều tra tổng hợp)
Hình 4.2. Biểu đồ lượng Car bon tích lũy trên mặt đất của rừng phục hồi tự
* Nhận xét:
Sinh khối cây rừng là yếu tố quan trọng để xác định lượng carbon tích lũy trong cây gỗ. Nhìn vào hình 4.2, ta thấy tầng cây gỗ sống là tầng chiếm ưu thế cho nhận định bước đầu rằng lượng carbon tích lũy sẽ phụ thuộc vào tầng cây ưu thế trong lâm phần của rừng phục hồi tự nhiên (IIb). Lượng carbon tích lũy trong tầng cây gỗ sống dao động từ 40,78 tấn/ha (ở OTC 02) đến 80,93 tấn/ha (tại OTC 08), và lượng carbon trong cây bụi thảm tươi dao động từ 3,80 tấn/ha (ở OTC 04) đến 4,63 tấn/ha (tại OTC 07) cùng với lượng Các bon tích lũy trong tầng thảm mục ở OTC có sự dao động từ 3,06 tấn/ha (ở OTC 06) đến 3,53 tấn/ha (tại OTC 03). Qua đó ta thấy trong cùng một lâm phần các OTC ở vị trí khác nhau, chịu ảnh hưởng và tác động khác nhau nên lượng carbon tích lũy cũng khác nhau.
* Nhận xét chung:
Qua các kết quả nghiên cứu trên ta thấy các thành phần thực vật trong các lâm phần đóng vai trò rất lớn trong việc hấp thụ carbon và bảo vệ môi trường. Từ đó hình thành nên cấu trúc lượng carbon tích lũy trên mặt đất