3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Hàm lƣợng cacbon (% cacbon) trong đất rừng
Hàm lƣợng (% cacbon) trong đất rừng ngập mặn là lƣợng cacbon hữu cơ có trong 100g đất khô, đây chính là một tiêu chí đánh giá hàm lƣợng vật chất hữu cơ có trong đất rừng ngập mặn. Hàm lƣợng cacbon trong đất rừng ngập mặn đƣợc phân tích và đánh giá theo phƣơng pháp Chiurin. Ở mỗi tuyến điều tra khác nhau, các mẫu đƣợc lấy theo độ sâu các tầng lần lƣợt nhƣ sau: 0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm, 60 - 80 cm, 80 - 100 cm.
Kết quả nghiên cứu hàm lƣợng cacbon có trong đất rừng ngập mặn ven biển xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh đƣợc thể hiện dƣới bảng 3.20.
Bảng 3.20. Hàm lƣợng cacbon trong đất ngập mặn ven biển xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh
Tuyến điếu tra 0-20 cm 20-40 cm 40-60 cm 60-80 cm 80-100 cm TB (%) Tuyến 1 1,618 ± 0,026 1,265 ± 0,027 1,002 ± 0,035 0,840 ± 0,022 0,730 ± 0,007 1,091 ± 0,023 Tuyến 2 1,370 ± 0,025 1,251 ± 0,024 1,011 ± 0,042 0,789 ± 0,029 0,670 ± 0,02 1,018 ± 0,028 Tuyến 3 1,191 ± 0,02 1,125 ± 0,023 0,913 ± 0,032 0,728 ± 0,025 0,643 ± 0,023 0,920 ± 0,025 TB 1,393 ± 0,1923 1,214 ± 0,072 0,975 ± 0,056 0,785 ± 0,054 0,681 ± 0,043 1,010 ± 0,079
Kết quả cho thấy, qua 2 lần lấy mẫu và phân tích kết quả hàm lƣợng cacbon trong đất ở độ sâu 0 - 20 cm là lớn nhất sau đó giảm dần theo độ sâu. Tầng đất mặt ở độ sâu 0 - 20 cm hàm lƣợng cacbon cao nhất 1,393% và giảm dần ở các độ sâu tiếp theo: ở độ sâu 20 - 40 cm hàm lƣợng cacbon là 1,214%, 40 - 60 cm hàm lƣợng cacbon là 0,975%, 60 - 80 cm hàm lƣợng cacbon là 0,785% và thấp nhất ở độ sâu 80 - 100 cm với 0,681%.
Ở tuyến 1, hàm lƣợng cacbon ở độ sâu 0 - 20 cm là cao nhất với 1,618%, hàm lƣợng cacbon giảm dần về các độ sâu tiếp theo: 20 - 40 cm hàm lƣợng cacbon là 1,265%, ở độ sâu 40 - 60 cm hàm lƣợng cacbon là 1,002%, ở độ sâu 60 - 80 cm là 0,840% và thấp nhất là 80 - 100 cm với lƣợng cacbon trong đất là 0,730%.
Ở tuyến 2, hàm lƣợng cacbon ở độ sâu 0 - 20 cm là cao nhất với 1,370%, hàm lƣợng cacbon giảm dần về các độ sâu tiếp theo: 20 - 40 cm hàm lƣợng cacbon là 1,251%, ở độ sâu 40 - 60 cm hàm lƣợng cacbon là 1,011%, ở độ sâu 60 - 80 cm là 0,789% và thấp nhất là 80 - 100 cm với lƣợng cacbon trong đất là 0,670%.
Ở tuyến 3, hàm lƣợng cacbon ở độ sâu 0 - 20 cm là cao nhất với 1,191%, hàm lƣợng cacbon giảm dần về các độ sâu tiếp theo: 20 - 40 cm hàm lƣợng cacbon là 1,125%, ở độ sâu 40 - 60 cm hàm lƣợng cacbon là 0,913%, ở độ sâu 60 - 80 cm là 0,728% và thấp nhất là 80 - 100 cm với lƣợng cacbon trong đất là 0,643%.
Nhƣ vậy, điều này có thể chứng minh rằng hàm lượng cacbon giảm dần theo độ sâu của đất, càng xuống tầng đất sâu hàm lượng cacbon càng thấp. Sự tích lũy cacbon trong đất có sự khác nhau giữa các tầng của đất, lƣợng cacbon tích lũy chủ yếu ở độ sâu 0 - 40 cm của đất sau đó giảm dần ở các độ sâu tiếp theo. Do hầu hết cacbon hấp thụ bởi các hệ sinh thái trên mặt đất qua lá và cành rơi rụng, hơn nữa cacbon hấp thụ sẽ chuyển xuống dƣới mặt đất thông qua hệ thống rễ và các quá trình phân hủy, tiết dịch của rễ kết hợp với thảm mục trên mặt đất và sự phân hủy diễn ra chủ yếu tại độ sâu từ 0 - 40 cm. Kết quả đƣợc thể hiện trên biểu diễn trên hình 3.5
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện lƣợng cacbon trong đất rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh
Khi so sánh số liệu trong 2 khoảng thời gian nghiên cứu dễ dàng nhận thấy kết quả đo vào tháng 5/2018 cao hơn kết quả tháng 12/2017, sự chênh lệch có thể ít
hoặc nhiều phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nhƣng có thể khẳng định đƣợc rằng hàm lƣợng cacbon trong đất tăng theo thời gian điều này giống nhƣ lƣợng cacbon tích lũy trong sinh khối của rừng. Kết quả về sự gia tăng lƣợng cacbon tích lũy trong đất rừng ngập mặn đƣợc thể hiện trong hình 3.6
Hình 3.6. Biểu đồ về sự gia tăng lƣợng cacbon (%) trong đất rừng ngập mặn, xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh qua 2 lần nghiên cứu.
Biểu đồ cho thấy lƣợng cacbon trong đất trong 2 thời điểm lấy mẫu ở độ sâu 40 - 60 cm là cao nhất, tuyến 1 tăng thêm 0,05%, tuyến 2 tăng 0,59% và tuyến 3 tăng thêm 0,045%. Lƣợng cacbon trong đất tăng thấp nhất ở độ sâu 80 - 100 cm, ở tuyến 1 tăng thêm 0,009%, tuyến 2 tăng thêm 0,028% và riêng đối với tuyến 3, lƣợng cacbon trong đất tăng thấp nhất ở độ sâu 0 - 20 cm. Nguyên nhân là do, thời điểm lấy mẫu tháng 12/2017, trƣớc đó vào mùa thu khi cây bắt đầu vào mùa lá rụng, lƣợng rơi cây tăng lên khiến cho lƣợng cacbon tích lũy trong đất ở độ sâu 0 - 20 cm tăng mạnh, thời tiết mùa đông, hầu hết không còn lƣợng rơi để tích lũy cacbon cho đất nữa, thời tiết lạnh kèm theo khô làm cho cacbon tích lũy trong đất tăng không đáng kể, tuy nhiên ƣu tiên tăng lƣợng cacbon tích lũy theo chiều sâu, khả năng tích lũy thêm ở độ sâu 40 - 60 cm là nhiều nhất, đến độ sâu 80 - 100 cm thì khả năng tăng là chậm nhất và cần thời gian nhất. Riêng đối với tuyến 3, khu vực lấy mẫu có mật độ thấp nhất do vậy mà lƣợng cacbon trong đất tích tụ thêm ở độ sâu 0 - 20 cm là thấp nhất.
So sánh số liệu giữa các tuyến điều tra, tuyến 1 có lƣợng cacbon trong đất cao nhất, nhƣ kết quả đã nghiên cứu ở trên thì có thể thấy mật độ của cây tuyến 2 > tuyến 1 > tuyến 3, nhƣng số liệu lại cho thấy hàm lƣợng cacbon trong đất lại cao nhất lại là tuyến 1 rồi mới đến tuyến 2 và thấp nhất là tuyến 3, nhƣ vậy, ngoài mật độ cây thì lƣợng cacbon trong đất cũng phụ thuộc vào thành phần loài, cấu trúc và các tác động khác.
Kết quả nghiên cứu trên phù hợp với kết quả nghiên cứu của Fujimoto và công sự (2000) [45] khi nghiên cứu về hàm lƣợng cacbon tích lũy trong đất rừng ngập mặn Cà Mau, Cần Giờ ở Miền Nam Việt Nam. Tác giả cho biết lƣợng cacbon tích lũy trong đất chủ yếu ở độ sâu 0 - 60 cm, lƣợng cacbon tích lũy trong đất giảm dần ở các độ sâu tiếp theo.
3.3.2. Lượng cacbon (tấn/ha) tích lũy trong đất rừng
Lƣợng cacbon (tấn/ha) tích lũy trong đất rừng có sự khác nhau giữa các tầng đất, lƣợng cacbon tích lũy cao ở lớp đất bề mặt và giảm ở các độ sâu khác nhau của đất. Lƣợng cacbon tích lũy ở độ sâu 0 - 20 cm là cao nhất 33,92 tấn/ha và giảm dần ở các độ sâu tiếp theo, 20 - 40 cm là 29,86 tấn/ha, 40 - 60 cm là 24,04 tấn/ha, 60 - 80 là 20,04 tấn/ha và nhất là 80 - 100 cm với 16,99 tấn/ha. Nhƣ vậy, lƣợng cacbon tích lũy trong đất rừng trung bình là 124,85 tấn/ha. Kết quả đƣợc thể hiện dƣới bảng 3.21 và hình 3.7
Bảng 3.21. Lƣợng cacbon tích lũy trong đất rừng (tấn/ha) xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh.
Tuyến 0- 20 cm 20- 40 cm 40- 60 cm 60- 80 cm 80- 100 cm Tổng cacbon (từ 0-100 cm) Tuyến 1 37,96 ± 0,64 35,49 ± 0,83 24,19 ± 0,99 21,34 ± 0,75 15,77 ± 0,42 134,75 ± 3,63 Tuyến 2 35,76 ± 0,74 29,08 ± 0,85 24,10 ± 1,44 18,65 ± 0,91 17,96 ± 0,72 125,56 ± 4,65 Tuyến 3 28,04 ± 0,66 25,00 ± 0,76 23,83 ± 1,51 20,13 ± 1,05 17,25 ± 0,27 114,25 ± 4,26 TB 33,92 ± 4,69 29,86 ± 4,77 24,04 ± 1,05 20,04 ± 1,4 16,99 ± 1,08 124,85 ± 9,74
Kết quả cho thấy, tổng lƣợng cacbon tích lũy trong đất (tấn/ha) ở tuyến 1 là cao nhất đạt 134,75 tấn/ha, tiếp theo là tuyến 2 đạt 125,56 tấn/ha, thấp nhất là tuyến 3 với 114,25 tấn/ha. Mặc dù, tổng lƣợng cacbon (tấn/ha) ở các tuyến có sự khác
nhau nhƣng đều giảm dần theo độ sâu, càng xuống tầng sâu lƣợng cacbon tích lũy càng giảm dần
Tuyến 1, lớp trên bề mặt (0 - 20 cm) lƣợng cacbon tích lũy là cao nhất 37,96 tấn/ha, tiếp theo ở độ sâu 20 - 40 lƣợng cacbon tích lũy là 35,49 tấn/ha, ở độ sâu 40 - 60 lƣợng cacbon tích lũy là 24,19 tấn/ha, ở độ sâu 60 - 80 cm lƣợng cacbon tích lũy là 21,34 và thấp nhất ở độ sâu 80 - 100 cm là 15,77 tấn/ha.
Tuyến 2, lớp trên bề mặt (0 - 20 cm) lƣợng cacbon tích lũy là cao nhất 35,76 tấn/ha, tiếp theo ở độ sâu 20 - 40 lƣợng cacbon tích lũy là 29,08 tấn/ha, ở độ sâu 40 - 60 lƣợng cacbon tích lũy là 24,10 tấn/ha, ở độ sâu 60 - 80 cm lƣợng cacbon tích lũy là 18,65 và thấp nhất ở độ sâu 80 - 100 cm là 17,96 tấn/ha.
Tuyến 3, lớp trên bề mặt (0 - 20 cm) lƣợng cacbon tích lũy là cao nhất 28,04 tấn/ha, tiếp theo ở độ sâu 20 - 40 lƣợng cacbon tích lũy là 25 tấn/ha, ở độ sâu 40 - 60 lƣợng cacbon tích lũy là 23,83 tấn/ha, ở độ sâu 60 - 80 cm lƣợng cacbon tích lũy là 20,13 tấn/ha và thấp nhất ở độ sâu 80 - 100 cm là 17,25 tấn/ha.
Và nhƣ vậy thì, đối với tầng đất mặt (0 - 20 cm, 20 - 40 cm) thì lƣợng cacbon tích lũy dao động từ 25,05 tấn/ha đến 37,96 tấn/ha. Lƣợng cacbon tích lũy này bắt đầu giảm khi xuống sâu hơn. Khoảng đất từ 40 - 60 cm và khoảng từ 60 - 80 cm giá trị này bắt đầu dao động từ 18,65 tấn/ha đến 24,19 tấn/ha. Khoảng đất từ 80 - 100 cm, lƣợng cacbon tích lũy trong mặt đất giảm còn 15,77 tấn/ha đến 17,96 tấn/ha. Kết quả đƣợc thể hiện trên hình 3.7
Dựa vào số liệu ta nhận thấy, qua 2 lần lấy mẫu và phân tích, lƣợng cacbon (tấn/ha) tích lũy trong đất rừng ngập mặn tuân theo quy luật tự nhiên. Kết quả đƣợc thể hiện trên hình 3.8
Hình 3.81. Biều đồ thế hiện sự gia tăng lƣợng cacbon trong đất rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh qua 2 lần nghiên cứu.
Kết quả cho thấy, lƣợng cacbon tích lũy trong đất rừng có sự gia tăng rất nhỏ. Sự gia tăng ở tầng đất mặt ở độ sâu 0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm vẫn là chủ yếu. Sự gia tăng và tích lũy cacbon trong đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó mật độ và thành phần loài có ảnh hƣởng đến sự tích lũy cacbon trong đất. Mật độ càng dày thì lƣợng rơi càng lớn và chính sự phân hủy lƣợng rơi cũng đã bổ sung thêm thành phần cacbon trong đất, dẫn đến sự tích lũy cacbon cao hơn các rừng có mật độ thấp. Hơn nữa rừng có mật độ cao với một lƣợng rễ dày sẽ có khả năng lƣu trữ trầm tích và phù sa bồi tụ tốt hơn những rừng có mật độ thấp hơn. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2015) [6] xác định lƣợng rơi của rừng hỗn giao hai loài cho thấy cacbon tích lũy trong lƣợng rơi cung cấp cho đất ở R10T là 6,18 tấn/ha/năm, R11T là 5,77 tấn/ha/năm và R13T là 7,67 tấn/ha/năm, điều này có nghĩa là trong quá trình sinh trƣởng và phát triển của rừng, rừng cung cấp cho đất rừng một lƣợng cacbon đáng kể. Và bởi lẽ này, vào mùa đông, thời tiết lạnh khắc nghiệt nhiệt độ có thể xuống đế 15oC, gây ức chế sự phát triển của các loài ngập mặn, do vậy, lƣợng rơi tại 2 thời điểm nghiên cứu là rất ít nên lƣợng cacbon gia tăng ở độ sâu 0 - 20 cm thấp là hoàn toàn hợp lý.
Mặt khác sự tích lũy cacbon trong đất còn liên quan đến điều kiện địa hình. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2009) [3] về mức độ bồi tụ trầm tích tại một mặt cắt rừng từ chân bờ đê kéo dài ra hƣớng biển. Khu vực nền đất cao trung bình có mức độ bồi tụ trầm tích cao hơn khu vực nền đáy cao, dẫn đến lƣợng phù sa bồi tụ và trầm tích lắng đọng nhiều hơn, làm cho cây của khu vực đó phát triển tốt hơn.
So sánh kết quả nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon trong đất rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh với khả năng tích lũy cacbon trong đất của RNM tỉnh Cà Mau trong nghiên cứu của Lê Tấn Lợi và cộng sự (2015) [14] cho thấy, khả năng tích lũy cacbon đất của rừng cao nhất ở địa hình thấp (mắm trắng) với giá trị 304,7 tấn/ha, tiếp theo là địa hình cao (vẹt tách) 303,88 tấn/ha, tiếp theo địa hình trung bình (đƣớc đôi) 292,55 tấn/ha, sau đó mới đến rừng trang (16 - 18 tuổi) với 160,40 - 184,30 tấn/ha. Kết quả nghiên cứu này đã chỉ ra rằng, khả năng tích lũy cacbon trong đất rừng phụ thuộc vào loài cây, địa hình và tuổi của rừng. Nhận định này tƣơng tự nhận định của Nguyễn Thị Hồng Hạnh và cộng sự (2016) [7] khi nghiên cứu về định lƣợng cacbon của rừng trồng thuần loài trang, thuần loài bần chua và rừng trồng hỗn giao hai loài trang và bần chua. Tác giả đã khẳng định, rừng trồng thuần loài trang có khả năng tích lũy cacbon cao hơn rừng trồng thuần loài bần chua và rừng trồng hỗn giao hai loài trang và bần chua.
Ngoài ra, so sánh với nghiên cứu của 1 số tác giải khác nhƣ Fuijimoto K. và cộng sự (2000) [45]; Nguyễn Thanh Hà và cộng sự (2004) [32], kết quả mà các tác giả đƣa ra cho thấy sự phù hợp của kết quả nghiên cứu và khẳng định 1 điều khả năng tích lũy cacbon trong đất phụ thuộc vào tuổi của rừng, có nghĩa là phụ thuộc vào sự gia tăng sinh khối của cây rừng, đặc biệt là sinh khối rễ.
3.4. Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon của rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh
Để xác định hàm lƣợng cacbon tích lũy của rừng cần xác định hàm lƣợng cacbon có trong các bể chứa ở các thời điểm. Khu vực đang nghiên cứu gồm: Bể chứa cacbon trên mặt đất, bể chứa cabon dƣới mặt đất và bể chứa cacbon trong đất.
3.4.1. Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối của rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh
3.4.1.1 Đánh giá khả năng tạo bể chứa cacbon trong sinh khối trên mặt đất của rừng (AGB)
Dựa theo hƣớng dẫn của IPCC (2006) [35], dựa vào kết quả tính toán lƣợng cacbon tích lũy của rừng. Kết quả nghiên cứu hàm lƣợng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh đƣợc thể hiện chi tiết trên bảng 3.22
Khả năng tích lũy cacbon và hấp thụ CO2 ở tuyến 1 là cao nhất tổng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất đạt 41,78 tấn/ha tƣơng ứng với lƣợng CO2 là 153,65 tấn/ha, tiếp theo là tuyến 2 là tổng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất đạt 27,54 tấn/ha tƣơng ứng với lƣợng CO2 là 101,08 tấn/ha, thấp nhất là tuyến 3 tổng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất đạt 9,53 tấn/ha tƣơng ứng với lƣợng CO2 là 34,97 tấn/ha
Bảng 3.22.Tổng lƣợng cacbon trong sinh khối rừng ngập mặn xã Hải Lạng, huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh
Tuyến điều tra
Sự thay đổi bể chứa cacbon
Tổng cacbon tích lũy trong sinh khối trên
mặt đất (tấn/ha)
Tổng cacbon tích lũy trong sinh khối dƣới
mặt đất (tấn/ha)
Cacbon tích lũy trong sinh khối rừng (tấn/ha) Tuyến 1 Lƣợng cacbon(tấn/ha) 41,87 38,11 79,98 Lƣợng CO2 tƣơng ứng 153,65 139,87 293,52 Tuyến 2 Lƣợng cacbon (tấn/ha) 27,54 27,75 55,29 Lƣợng CO2 tƣơng ứng 101,08 101,85 202,93 Tuyến 3 Lƣợng cacbon (tấn/ha) 9,53 7,20 16,73 Lƣợng CO2 tƣơng ứng 34,97 26,42 61,40
Từ kết quả về lƣợng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của cây và quần thể rừng ngập mặn xã Hải Lạng, có thể tính toán đánh giá khả năng tạo bể