4. Cấu trúc của luận văn
3.2.1. Sinh khối rừng trên mặt đất của rừng
Sinh khối thực vật là lượng chất hữu cơ mà cây tích lũy được trong các bộ phận như thân, cành, lá, rễ… của cây trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm nhất định, được tính bằng trọng lượng khô (kg/m2hoặc tấn/ha). Tổng sinh khối biến động mạnh và phụ thuộc vào yếu tố thời tiết, đất và tần suất và thời gian ngập nước, thủy triều. Sinh khối và cacbon của rừng còn phụ thuộc và độ tuổi của rừng và các cây trong rừng. Kích thước cây rừng và mật độ là nhân tố chính quyết định sinh khối lâm phần. Mật độ cây ảnh hưởng đến hàm lượng cacbon trong cây. Mối quan hệ giữa kích thước cây và sinh khối của chúng không phải là quan hệ đường thẳng. Điều này có nghĩa là kinh đường kính và chiều cao tăng lên thì sinh khối của cây cũng tăng. Cacbon trong sinh khối cây đều bắt nguồn từ khí oxit cacbon (CO2) trong không khí thông qua quá trình sinh trưởng của cây. Việc mất thảm thực vật che phủ, đốt rừng hoặc phân hủy cây rừng sẽ làm cacbon trở lại bầu không khí ở dạng CO2. Do đó, nghiên cứu sinh khối của cây, chính là cơ sở để xác định trữ lượng cacbon của cây. Sinh khối trên mặt đất của cây được tính theo công thức của Komiyama và cs (2005) đối với cây Sú, Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5] đối với cây Trang. Kết quả nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của hai loài tại khu vực nghiên cứu được thể hiện trong bảng 3.5:
Bảng 3. 5: Sinh khối trên mặt đất của cây theo các tuyến điều tra
Tuyến điều tra Mật độ
(cây/ha)
Sinh khối trên mặt đất của rừng (tấn/ha) Tổng sinh khối trên mặt đất của rừng (tấn/ha) Sú Trang Tuyến 1 5566 45,01 ± 9,23 20,15 ± 4,57 65,16 ± 13,76 Tuyến 2 6366 45,66 ± 8,96 26,69 ± 4,08 72,35 ± 14,04 Tuyến 3 3560 8,91 ± 1,45 30,49 ± 8,05 39,40 ± 9,50 Trung bình 5164 33,19 ± 6,55 25,78 ± 5,57 58,97 ± 12,43
Từ bảng 3.5 ta có thể thấy sinh khối trên mặt đất của quần thể Sú đạt cao hơn quần thể Trang ở tuyến điều tra 1 và 2, còn tuyến điều tra 3 quần thể Trang cao hơn quần thể Sú cụ thể:
Tuyến điều tra 1, sinh khối trên mặt đất của quần thể Sú đạt 45,01 tấn/ha, của quần thể Trang đạt 20,15 tấn/ha, còn tuyến điều tra 2, sinh khối trên mặt đất của quần thể Sú đạt 46,66 tấn/ha và quần thể trang đạt 26,69 tấn/ha do loài Sú tại 2 tuyến này là loài chiếm ưu thế mật độ cao lên đến 4144 cây/ha (tại tuyến 2) và 3800 cây/ha (tại tuyến 1). Mặt khác, tại tuyến điều tra 3 do mật độ của loài Trang nhiều hơn Sú nên sinh khối trên mặt đất của quẩn thể Trang cao hơn đạt 30,49 tấn/ha, còn quấn thể Sú đạt 8,91 tấn/ha.
Theo từng tuyến điều tra thì khả năng tích lũy sinh khối trên mặt đất của rừng thay đổi theo mật độ của rừng tuyến 2 > tuyến 1 > tuyến 3 cụ thể: sinh khối trên mặt đất ở tuyến 2 là cao nhất với 72,35 tấn/ha, sau đó là tuyến 1 với 65,16 tấn/ha và thấp nhất là tuyến điều tra 3 với 39,40 tấn/ha. Như vậy, sinh khối trên mặt đất của rừng trung bình đạt 58,97 tấn/ha và không có sự đồng đều giữa các tuyến và các loài trong khu vực nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng tích lũy sinh khối trên mặt đất phụ thuộc vào mật độ của rừng. Tuyến 3 có mất độ thấp nhất nên khả năng tích luy sinh khối là thấp nhất, tiếp đó là tuyến điều tra 1 và cao nhất là tuyến 2 có mật độ cao hơn 2 mật độ còn lại (6366 cây/ha > 5566 cây/ha > 3560 cây/ha). Theo kết quả điều tra có thể thấy loài Sú chiếm sinh phần lớn sinh khối trên mặt đất ở tuyến 1 và tuyến 2 (chiếm khoảng 69% tổng sinh khối trên mặt đất ở tuyến điều tra 1 và 63% tổng sinh khối trên mặt đất ở tuyến điều tra 2). Mặt khác, ở tuyến điều tra 2, cây ngập mặn có đường kính trung bình cao hơn tuyến 1 và tuyến 3 nên khả năng tích lũy sinh khối trên mặt đất của tuyến 2 cao hơn tuyến 1 và 3 là hoàn toàn phù hợp.
Qua 2 đợt nghiên cứu, khả năng tích lũy sinh khối trên mặt đất có xu hướng tăng theo thời gian. Sự gia tăng sinh khối giữa 2 lần nghiên cứu được thể hiện trong bảng 3.6:
Bảng 3. 6: Sự gia tăng sinh khối trên mặt đất qua 2 đợt nghiên cứu (tấn/ha)
Tuyến Sú Trang Tổng sinh khối gia tăng (tấn/ha) Tuyến 1 2,57 1,81 4,38 Tuyến 2 4,60 2,45 7,05 Tuyến 3 1,43 2,66 4,09 Trung bình 2,86 ± 2,56 2,31 ± 1,38 5,17 ± 3,94
Kết quả cho thấy, qua 2 đợt nghiên cứu sinh khối trên mặt đất đã tăng lên một lượng đáng kể, quần thể Sú tích lũy thêm 2,86 tấn/ha, Trang tích lũy thêm 2,31 tấn/ha. Theo đó tại các tuyến điều tra quá trình tích lũy sinh khối trên mặt đất cũng có sự tăng
lên đạt cao nhất ở tuyến 2 với 7,05 tấn/ha, sau đó là tuyến 1 với 4,38 tấn/ha và thấp nhất là tuyến 3 với 4,09 tấn/ha. Như vậy sinh khối trên mặt đất của rừng tăng thêm trung bình 5,17 tấn/ha. Từ đó cho thấy sinh khối trên mặt đất của từng loài cũng tăng theo thời gian, do chiêu cao, đường kính tăng theo thời gian do đó tổng sinh khối cũng tăng và tăng theo tuổi rừng.
Kết quả nghiên cứu của luận văn hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5], Nguyễn Hoàng Trí (1996) [11] khi nghiên cứu về sinh khối trên mặt đất của rừng trang 10, 11, 13 tuổi tại xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định. Có thể thấy rằng sinh khối trên mặt đất của rừng ảnh hưởng chủ yếu bởi mật độ rừng và tuổi rừng.
3.2.2. Sinh khối dưới mặt đất của rừng
Sinh khối dưới mặt đất của cây chính là sinh khối của rễ có khả năng đồng hóa chất dinh dưỡng. Sinh khối dưới mặt đất của các cây ngập mặn trong khu vực nghiên cứu được thể hiện trong bảng 3.7:
Bảng 3. 7: Sinh khối dƣới mặt đất của rừng ngập mặn tại VQG Xuân Thủy
Tuyến điều tra Mật độ
Sinh khối dƣới mặt đất của rừng (tấn/ha) Tổng sinh khối dƣới mặt đất của rừng (tấn/ha) Sú Trang Tuyến 1 5566 38,93 ± 8,04 12,24 ± 3,97 50,17 ± 12,01 Tuyến 2 6366 38,97 ± 9,96 16,69 ± 6,55 55,66 ± 15,51 Tuyến 3 3560 6,31 ± 1,45 28,81 ± 7,12 35,12 ± 8,57 Trung bình 5164 28,07 ± 6,48 22,58 ± 5,88 46,98 ± 12,03
Từ bảng 3.7 ta có thể thấy sinh khối dưới mặt đất của quần thể Sú đạt cao hơn quần thể Trang ở tuyến điều tra 1 và 2, còn tuyến điều tra 3 quần thể Trang cao hơn quần thể Sú. Tuyến điều tra 1, sinh khối dưới mặt đất của quần thể Sú đạt 38,93 tấn/ha, của quần thể Trang đạt 12,24 tấn/ha, còn tuyến điều tra 2, sinh khối dưới mặt đất của quần thể Sú đạt 38,97 tấn/ha và quần thể Trang đạt 16,69 tấn/ha do loài Sú tại 2 tuyến này là loài chiếm ưu thế mật độ cao lên đến 4144 cây/ha (tại tuyến 2) và 3800 cây/ha (tại tuyến 1). Mặt khác, tại tuyến điều tra 3 do mật độ của loài Trang nhiều hơn Sú nên sinh khối dưới mặt đất của quẩn thể Trang cao hơn đạt 23,81 tấn/ha, còn quấn thể Sú
đạt 6,31 tấn/ha. Theo đó từng tuyến điều tra thì khả năng tích lũy sinh khối dưới mặt đất của rừng cũng giảm dần theo thứ tự tuyến 2 (55,66 tấn/ha) > tuyến 1 (50,17 tấn/ha) > tuyến 3 (35,12 tấn/ha). Sự giảm dần này cho thấy sinh khối phụ thuộc vào các loài trong quần xã, quá trình sinh trưởng và phát triển, kích thước đường kính của cây ngập mặn và bộ rễ của từng loài. Như vậy, sinh khối dưới mặt đất của rừng trung bình đạt 46,98 tấn/ha và không có sự đồng đều giữa các tuyến và các loài trong khu vực nghiên cứu.
Qua 2 đợt nghiên cứu, khả năng tích lũy sinh khối dưới mặt đất có xu hướng tăng theo thời gian. Sự gia tăng giữa 2 lần nghiên cứu được thể hiện trong bảng 3.8:
Bảng 3. 8: Sự gia tăng sinh khối dƣới mặt đất qua 2 đợt nghiên cứu (tấn/ha)
Tuyến Sú Trang Tổng sinh khối gia tăng (tấn/ha) Tuyến 1 2,11 1,25 3,36 Tuyến 2 3,19 2,02 5,21 Tuyến 3 1,03 2,07 3,10 Trung bình 2,11 ± 1,96 1,78 ± 1,56 3,89 ± 3,14
Kết quả cho thấy, qua 2 đợt nghiên cứu sinh khối dưới mặt đất đã tăng lên một lượng đáng kể, quần thể Sú tích lũy thêm 2,11 tấn/ha, Trang tích lũy thêm 1,78 tấn/ha. Bên cạnh đó, tại các tuyến điều tra quá trình tích lũy sinh khối dưới mặt đất cũng có sự tăng lên đạt cao nhất ở tuyến 2 với 5,21 tấn/ha, sau đó là tuyến 1 với 3,36 tấn/ha và thấp nhất là tuyến 3 với 3,10 tấn/ha. Do đó, sinh khối dưới mặt đất của rừng tăng thêm trung bình 3,89 tấn/ha. Sự tăng lên này không đồng đều giữa các tuyến điều tra và các loài do đặc điểm mỗi loài có thể thích hợp với mỗi điều kiện khác nhau ở các tuyến và khu vực khác nhau.
Kết quả tính toán của luận văn hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) [5] là sinh khối dưới mặt đất tức là sinh khối của rễ cây phụ thuộc vào sự sinh trưởng và phát triển của cây ngập mặn theo độ tuổi. Bên cạnh đó là sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh như thiên tai, sóng, gió sẽ ảnh hưởng nhiều tới khả năng tạo sinh khối của cây.
3.2.3. Sinh khối tổng số của quần thể rừng
Cũng như sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất của quần thể rừng, sinh khối tổng số của rừng cao hay thấp phụ thuộc chủ yếu bởi mật độ rừng và sự phát triển của các cây ngập mặn trong quần thể rừng đó. Sinh khối tổng số của quẩn thể rừng chính là tổng sinh khối trên mặt đất của quần thể rừng và sinh khối dưới mặt đất của quần thể rừng. Tại tuyến điều tra nào có mật độ rừng càng cao thì khả năng tạo ra sinh khối
càng nhiều và ngược lại mật độ rừng thưa thì khả năng tạo sinh khối càng thấp. Kết quả tính toán sinh khối tổng số của quần thể rừng được thể hiện trong bảng 3.9:
Bảng 3. 9: Sinh khối tổng số của quần thể rừng
Tuyến điều tra
Sinh khối trên mặt đất của rừng
Sinh khối dƣới mặt đất của rừng
Sinh khối tổng của rừng
Tấn/ha % Tấn/ha % Tấn/ha %
Tuyến 1 65,16 ± 13,76 55,78 50,17 ± 12,01 44,22 115,33 ± 25,12 100
Tuyến 2 72,35 ± 14,04 53,74 55,66 ± 13,26 46,26 128,01 ± 28,50 100
Tuyến 3 39,4 ± 9,50 57,22 35,12 ± 8,57 42,78 74,52 ± 20,10 100
Theo bảng 3.9 có thể thấy sinh khối tổng số của rừng bao gồm sinh khối trên mặt đất của rừng và sinh khối dưới mặt đất của rừng. Sinh khối tổng số của rừng có sự biến đổi theo tuyến điều tra theo thứ tự tuyến 2 > tuyến 1 > tuyến 3 cụ thể: Sinh khối tổng số của rừng tại tuyến 2 đạt cao nhất với 128,01 tấn/ha, tiếp là tuyến 1 với 115,33 tấn/ha và thấp nhất là tuyến 3 với 74,52 tấn/ha.
Mặt khác, Ở tuyến 1, tổng sinh khối trên mặt đất của rừng chiếm 55,78% tổng sinh khối, tổng lượng sinh khối dưới mặt đất của rừng chiếm 44,22% tổng sinh khối. Ở tuyến 2, tổng lượng sinh khối trên mặt đất của rừng chiếm 53,74% tổng sinh khối, tổng sinh khối dưới mặt đất của rừng chiếm 46,26% tổng sinh khối. Và ở tuyến 3 tổng sinh khối trên mặt đất của rừng chiếm 57,22% tổng sinh khối và lượng sinh khối dưới mặt đất của rừng chiếm 42,78% tổng sinh khối.
So sánh với kết quả nghiên cứu của rừng trồng thuần loài trang 18,17,16 tuổi tại xã Đa Lộc huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa (Nguyễn Thị Hồng Hạnh và Đàm Trọng Đức, 2017) [7], sinh khối tổng số của rừng trang 16 tuổi là 143,16 tấn/ha; của rừng trang 17 tuổi là 158,35 tấn/ha và rừng trang 18 tuổi là 175,85 tấn/ha. Sinh khối tổng số của rừng hỗn giao thấp hơn rất nhiều so với sinh khối của rừng trồng thuần loài. Nguyên nhân là do mật độ của rừng trồng thuần loài cao hơn mật độ rừng hỗn giao và có sự khác biệt về địa hình, đất nền, vị trí đị lý giữa 2 điểm nghiên cứu sinh khối cũng khác nhau. Điều này có nghĩa không phải trong quần xã rừng có nhiều quần thể rừng thì khả năng tích lũy sinh khối sẽ cao hơn mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như loài cây ngập mặn trong rừng, mật độ rừng, tuổi rừng, địa điểm nghiên cứu và đặc biệt là rừng chưa khép tán.
Tóm lại:
Lượng sinh khối của cây phụ thuộc nhiều vào mật độ, sự sinh trưởng và phát triển của cây trong rừng ngập mặn. Mật độ của quần thể rừng càng dày thì khả năng tạo ra sinh khối càng cao và ngược lại mật độ càng thưa thì sinh khối sẽ ít hơn. Cây sống lâu năm và phát triển tốt thì sinh khối cũng tạo ra nhiều hơn những cây non. Mặt khác, sinh khối trên mặt đất thường chiếm tỷ lệ cao hơn sinh khối dưới mặt đất do khả năng quang hợp, hô hấp của thân, cành, lá trong khi sinh khối dưới mặt đất chủ yếu là quá trình chuyển hóa chất dinh dưỡng vào cây. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu trước đó của Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2016) khi nghiên cứu tích lũy sinh khối của rừng trồng thuần loài trang tại xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định.
3.3. Lƣợng cacbon tích lũy trong sinh khối của cây ngập mặn thực thụ thân gỗ tại Vƣờn quốc gia Xuân Thủy
3.3.1. Lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của rừng ngập mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thủy mặn tại Vườn quốc gia Xuân Thủy
Từ sinh khối trên mặt đất của cây, ta xác định được lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của cây cá thể dựa vào hệ số chuyển đổi từ sinh khối sang cacbon tích lũy trong sinh khối cây. Hệ số chuyển đổi của cây Sú trong khu vực nghiên cứu là 0,47 (IPCC, 2006) [36] và của cây Trang là 0,4955 (Nguyễn Thị Hồng Hạnh và Phạm Hồng Tính, 2016) [5]. Lượng cacbon tích lũy trên mặt đất của cây được thể hiện trong bảng 3.10:
Bảng 3. 10: Lƣợng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của rừng tại khu vực nghiên cứu
Đợt điều tra
Tuyến điều tra
Lƣợng cacbon trong sinh khối trên mặt đất của
loài sú (tấn/ha)
Lƣợng cacbon trong sinh khối trên
mặt đất của loài trang (tấn/ha)
Tổng lƣợng cacbon tích lũy trong sinh
khối trên mặt đất của rừng (tấn/ha) Tháng 4/2018 Tuyến 1 21,15 ± 4,34 9,98 ± 2,15 31,13 ± 6,09 Tuyến 2 21,46 ± 4,21 13,22 ± 1,92 34,68 ± 6,13 Tuyến 3 4,19 ± 0,68 15,11 ± 3,78 19,30 ± 4,46 Trung bình 15,60 ± 3,08 12,77 ± 2,62 28,37 ± 5,70 Tháng 11/2018 Tuyến 1 22,91 ± 6,10 10,59 ± 2,76 33,50 ± 8,86 Tuyến 2 23,49 ± 6,24 14,32 ± 3,02 37,81 ± 9,26 Tuyến 3 4,78 ± 1,27 16,35 ± 3,16 21,13 ± 4,43 Trung bình 17,06 ± 4,54 13,75 ± 2,98 30,81 ± 7,52
Từ kết quả nghiên cứu trong bảng 3.10 có thể thấy lượng cacbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của cây tỷ lệ thuận với sinh khối trên mặt đất của cây. Loài Sú có lượng cacbon tích lũy cao hơn loài Trang đạt 15,60 tấn/ha, còn loài Trang đạt 12,77 tấn/ha. Lượng cacbon tích lũy trên mặt đất của các loài cũng có sự khác nhau giữa các tuyến. Đối với loài Sú, tuyến 2 có mật độ cao nhất nên lượng cacbon tích lũy trên mặt đất tại tuyến này cao hơn 2 tuyến còn lại đạt 21,46 tấn/ha, tiếp theo là tuyến 1 với 21,15 tấn/ha còn thấp nhất là tuyến 3 với 4,19 tấn/ha. Mặt khác, đối với loài Trang có mật độ cao tại tuyến 3 nên lượng cacbon tích lũy trên mặt đất tại tuyến này đạt cao nhất với 15,11 tấn/ha, tiếp theo là tuyến 2 với 13,22 tấn/ha và thấp nhất là tuyến 1 với