3. Ý nghĩa khoa học và ý nghiã thực ti ễn của đề tài
2.3.3. Tính toán xử lý số liệu
Các phương pháp tính toán sử lý số liệu dựa trên kết quả điều tra ô tiêu chuẩn. Các kết quả tính toán được sử dụng cho việc phân tích và tổng hợp dẫn liệu cho các nội dung 2, 3 và 4.
Đánh giá một số chỉ tiêu điều tra lâm phần
- Xác định tổng tiết diện ngang thân cây gỗ thông qua các công thức: g = π x R2 (2.1)
Trong đó: g là tiết diện thân cây (m2); π là hằng số (π = 3,14); R là bán kính thân cây đo tại vị trí 1,3 m so với mặt đất (m).
G = ∑ gi/S (2.2)
Trong đó: G là tổng tiết diện thân cây (m2/ha); gi là tiết diện ngang thân cây thứ i (i= 1 – n) trong ô tiêu chuẩn (m2); S là diện tích ô tiêu chuẩn (ha).
- Xác định đường kính bình quân lâm phần thông qua các công thức:
1 n i i D D n = =
Trong đó: D là đường kính bình quân lâm phần (cm2); Di là đường kính thân cây ở vị trí 1,3 m của cây thứ i (cm); n số cây trong ô tiêu chuẩn..
- Xác định đường kính bình quân lâm phần thông qua các công thức:
1 n i i H H n = =
Trong đó: H là chiểu cao vút ngọn bình quân lâm phần (m); Hi là chiều cao vút ngọn cây của cây thứ i (m); n số cây trong ô tiêu chuẩn.
- 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 sau đây:
N = n x10.000 (cây/ha)
(2.3)
Trong đó: n: là tổng số cây trong các OTC; S là diện tích OTC (ha).
Tính toán sinh khối cá lẻ
Xác định sinh khối cây cá lẻ bằng phương trình tương quan đã được xây dựng cho loài Thông mã vĩ (Pinus massoniana) (Theo Ashfaq Ali và cs, 2019).
SKTMĐ = 0.092349D2.02817H0.49763 (D> 5cm) (2.6) SKDMĐ = 0.012238D2.67327H - 0.080255 (D> 5cm) (2.7)
Trong đó: SKTMĐ là sinh khối trên mặt đất (kg/cây); SKDMĐ hay sinh khối rễ
(kg/cây); D là đường kính cách mặt đất 1,3 m (cm); H là chiều cao vút ngọn (m).
Tính sinh khối trên mặt đất đối với các loài cây khác được tính theo công thức của Sandra Brown và Louis R. Iverson (1992).
SKTMĐ = 1.276 + 0.034(D2*H) (2.8)
Trong đó: SKTMĐ là sinh khối trên mặt đất (kg/cây); D là đường kính cách mặt đất 1,3 m (cm); H là chiều cao vút ngọn (m).
Tính sinh khối phần dưới mặt đất (sinh khối rễ) của các loài cây khác
được tính theo công thức được đề xuất bởi IPCC (2006). SKDMĐ = SKTMĐ * 0.24 (kg/cây) (2.9)
Tính toán lượng các bon tích lũy
Tổng lượng sinh khối trong vật chất hữu cơ được tính bằng tổng lượng sinh khối khô của cây gỗ, sinh khối khô của cây bụi thảm tươi, sinh khối khô của lớp vật rụng, thảm mục và sinh khối khô của phần vật chất hữu cơ của cây gỗ dưới mặt đất (rễ cây gỗ). Cụ thể, theo công thức:
SK= SKcâygỗ+SKcây bụi+SKvật rơi rụng +SKdưới mặt đất (tấn/ha) (2.10)
Trong đó: SK là tổng sinh khối khô (tấn/ha); SKcây gỗ– là sinh khối khô của tầng cây gỗ (tấn/ha); SKcây bụi -là sinh khối khô của tầng cây bụi, thảm tươi (tấn/ha); SKvật rơi rụng - là sinh khối khô của tầng vật rụng, gỗ chết và thảm mục (tấn/ha); SKdưới mặt đất - là sinh khối khô phần dưới mặt đất – rễ cây gỗ (tấn/ha).
Theo IPCC (2006), lượng các bon trong sinh khối của các trạng thái lớp phủ thực vật bao gồm: các bon tích lũy trong thảm thực vật (cây gỗ, cây bụi, thảm tươi) và gỗ chết, vật rụng, thảm mục. Lượng các bon tích lũy được tính dựa trên tổng sinh khối trên mặt đất của thảm thực vật và được tính theo công thức:
CS = c * SK (tấnC/ha) (2.11)
Trong đó: CS là lượng các bon tích lũy trong sinh khối (tấn/ha); SK là tổng sinh khối khô (tấn/ha); c là hệ số chuyển đổi từ sinh khối sang lượng các bon (c biến động từ 0,46 đến 0,55), trong nghiên cứu này chúng tôi lấy giá trị c = 0,5.
Tính lượng các bon tích lũy trung bình theo thời gian
Trong nghiên cứu này, thông tin về tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ sẽ được sử dụng để tính toán lượng các bon tích lũy trung bình theo thời gian.
Các bon tích lũy trung bình theo thời gian được tính theo công thức (Hairiah K. và cs., 2011):
Ic = Cs/Tf (tấn C/ha/năm); (2.12)
Trong đó: Ic (tấn C/ha/năm) là lượng các bon tích lũy trung bình trong 1 năm; Tf là tuổi (năm) của rừng cho đến khi đo mẫu; Cs (tấn/ha) là lượng các bon tích lũy tại thời điểm đo mẫu.
Quy đổi lượng CO2 tương đương
Theo IPCC (2006) lượng CO2 tương đương được tính thông qua lượng các bon tích lũy được tính theo công thức:
2 3.67 W
CO eq C
N = x (tấn/ha) (2.13)
Trong đó: N CO2 e là lượng CO2 tương đương (tấn/ha); WC là lượng các bon (C) tích lũy (tấn/ha); 3,67 là hệ số quy đổi từ lượng C tích lũy sang lượng CO2 tương đương.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng và đặc điểm lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ
3.1.1. Hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ
Theo kết quả tham vấn các bộ chuyên môn và kế thừa tài liệu theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ tại xã Thành Công được tổng hợp tại hình 3.1 và bảng 3.1.
Hình 3.1. Tỷ lệ các loại rừng và đất lâm nghiệp xã Thành Công
(Nguồn số liệu: Hạt kiểm lâm huyện Nguyên Bình)
Dẫn liệu tại hình 3.1 và bảng 3.1 cho thấy tỷ lệ rừng trồng trên địa bàn xã Thành Công chiếm tỷ lệ 6,07% (441,33 ha) so với tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp (7273,35 ha). Trên địa bàn xã Thành Công diện tích đất rừng tự
nhiên chiếm tỷ lệ lớn (79,09%), trong đó chủ yếu là rừng đặc dụng, đất chưa có rừng chiếm 14,85%. Rừng trồng trên địa bàn xã Thành Công toàn bộ là rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana). Rừng trồng được chia theo các
giai đoạn: từ năm 1980 – 1981 (rừng do Lâm trường Nguyên Bình trồng), từ
năm 2000 – 2002 (rừng trồng theo chương trình 661).
Bảng 3.1. Hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ tại xã Thành Công Năm trồng Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) Rừng đặc dụng Rừng sản xuất Tổng 1980 25,83 25,83 5,85 1981 11,46 11,46 2,60 2000 91,9 40,52 132,42 30,00 2001 71,25 40,51 111,76 25,32 2002 92,64 67,22 159,86 36,22 Tổng 293,08 148,25 441,33 - Tỷ lệ 66,41 33,59 - 100
Theo nguyên tắc phân loại cấp tuổi, thì 5 năm được phân thành một cấp tuổi. Tuy nhiên, thực tế tại địa phương rừng Thông mã vĩ chỉ được trồng vào 2 giai đoạn nói trên. Vì vậy, trong nghiên cứu này rừng trồng Thông mã vĩ được chia thành 2 cấp tuổi: Cấp tuổi 1 (18-20 năm), rừng được trồng từ năm 2000
đến 2002 và cấp tuổi 2 (39 – 40 năm) rừng được trồng từ năm 1980 đến 1981. Theo đó rừng trồng Thông mã vĩ ở cấp tuổi 2 chiếm 8,45%, cấp tuổi 1 chiếm 91,55% tổng diện tích rừng trồng trên địa bàn xã Thành Công. Toàn bộ diện tích rừng trồng cấp tuổi 2 nằm trên địa phận quản lý của Ban quản lý rừng đặc dụng Phia Oắc – Phia Đén. Phần lớn diện tích rừng trồng Thông mã vĩ thuộc loại rừng đặc dụng (66,41%), rừng trồng sản xuất chiếm 33,59%.
3.1.2. Một số đặc trưng của lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ
Trên cơ sở thông tin hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ trên địa bàn nghiên cứu chúng tôi lựa chọn mỗi cấp tuổi điều tra 6 ô tiêu chuẩn đại diện. Một số thông tin cơ bản của các ô tiêu chuẩn (OTC) được trình bày tại bảng 3.2.
Dẫn liệu tại bảng 3.2 cho thấy: Cấp tuổi 1 mật độ trung bình cây rừng lớn hơn cấp tuổi 2 (gấp 3,34 lần), tính riêng đối với cây Thông mã vĩ thì mật độ ở
cấp tuổi 1 cao gấp 3,77 lần so với cấp tuổi 2. Độ tàn che trung bình ở cấp tuổi 1 lớn hơn cấp tuổi 2. Trong các ô tiêu chuẩn ở cấp tuổi 2 thì 100% số ô có xuất hiện các loài cây gỗ khác (Kháo, Vối thuốc, Màng tang, Thẩu tấu,….), trong khi đó ở cấp tuổi 1 chỉ có 50% số ô xuất hiện các loài cây gỗ khác.
Bảng 3.2. Một số thông tin cơ bản của các ô tiêu chuẩn Cấp
tuổi/ÔTC Tọa độ
Mật độ cây gỗ (cây/ha)
Tàn che
Toàn ô Thông Loài
khác Cấp tuổi 1 OTC 1.1 E00434903; N02495565 760 760 - 0,89 OTC 1.2 E00435883; N02497441 1200 1160 40 0,88 OTC 1.3 E00435930; N02497787 1060 660 400 0,86 OTC 1.4 E00435503; N02493932 900 880 20 0,95 OTC 1.5 E00435011; N02494605 880 880 - 0,83 OTC 1.6 E00434553; N02494769 1160 1160 - 0,80 TB 993,33 916,67 76,67 0,87 Cấp tuổi 2 OTC 2.1 E00435270; N02497463 270 260 10 0,78 OTC 2.2 E00435277; N02497412 320 285 40 0,78 OTC 2.3 E00435000; N02497660 215 155 60 0,75 OTC 2.4 E00434812; N02497608 260 200 60 0,78 OTC 2.5 E00434843; N02497708 265 165 100 0,83 OTC 2.6 E00434742; N02497934 455 395 60 0,8 TB 297,50 243,33 55,00 0,79
Một sốđặc điểm đặc điểm đặc trưng của lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ theo cấp tuổi được trình bày tại bảng 3.3.
Dẫn liệu tại bảng 3.3 cho thấy:
1)Đường kính thân (D1.3) trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 trung bình đạt 23,16 cm (biến động từ 18,27 – 28,55 cm), ở cấp tuổi 2 trung bình đạt 43,49 cm (biến động từ 25,96 - 49,05 cm). Đường kính trung bình cấp tuổi 2 lớn hơn cấp tuổi 1 gấp 1,88 lần.
Bảng 3.3. Một số đặc điểm đặc trưng rừng trồng Thông mã vĩ Cấp tuổi/ÔTC D1.3 (cm) H (m) G (m2/ha) Cấp tuổi 1 OTC 1.1 28,55 20,72 52,05 OTC 1.2 18,27 9,64 34,98 OTC 1.3 21,90 11,03 52,08 OTC 1.4 25,16 21,01 47,67 OTC 1.5 22,87 12,71 40,03 OTC 1.6 22,21 21,89 47,84 TB 23,16 16,17 45,78 Cấp tuổi 2 OTC 2.1 49,05 19,84 57,87 OTC 2.2 43,24 23,74 52,99 OTC 2.3 44,29 19,09 40,99 OTC 2.4 45,12 21,05 46,88 OTC 2.5 43,29 18,47 49,07 OTC 2.6 35,96 21,25 51,57 TB 43,49 20,57 49,90
2)Chiều cao vút ngọn trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 trung bình đạt 16,17 m (biến động từ 9,64 – 21,89 m), ở cấp tuổi 2 trung bình
đạt 20,57 cm (biến động từ 18,47 - 23,74 cm). Chiều cao trung bình cấp tuổi 2 lớn hơn cấp tuổi 1 gấp 1,27 lần.
3)Tổng tiết diện ngang lâm phần của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 trung bình đạt 45,78 m2/ha (biến động từ 34,98 – 52,08 m2/ha), ở cấp tuổi 2 trung bình đạt 49,90 cm (biến động từ 40,99 - 57,87 m2/ha). Tổng tiết diện ngang trung bình của cấp tuổi 2 lớn hơn cấp tuổi 1 gấp 1,09 lần.
3.2. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ
Sinh khối lâm phần (sinh khối khô) được cấu thành từ các phần như: sinh khối trên mặt đất tầng cây gỗ, sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ, sinh khối tầng cây bụi thảm tươi và sinh khối tầng thảm mục. Kết quả đánh giá sinh khối khô của rừng trồng Thông mã vĩđược trình bày theo các cấp tuổi.
3.2.1. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1
Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 được trình bày tại bảng 3.4.
Bảng 3.4. Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 Cấp
tuổi/ÔTC
Sinh khối cây gỗ SK thảm tươi (tấn/ha) SK thảm mục (tấn/ha) Tổng SK (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 1.1 309,52 65,70 2,00 7,10 384,33 OTC 1.2 144,47 36,15 1,51 7,04 189,17 OTC 1.3 227,01 57,15 2,17 4,54 290,86 OTC 1.4 296,31 57,22 1,78 16,93 372,25 OTC 1.5 187,80 47,07 2,08 15,01 251,96 OTC 1.6 286,66 50,37 2,55 7,65 347,23 TB 241,96 52,28 2,02 9,71 305,97
Dẫn liệu tại bảng 3.4 cho thấy:
1)Sinh khối phần trên mặt đất của tầng cây gỗ rừng trồng Thông mã vĩ
cấp tuổi 1 biến động từ 144,47 – 309,52 tấn/ha, giá trị trung bình đạt 241,96 tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 52,28 tấn/ha (biến động từ 36,15 – 65,70 tấn/ha).
2) Sinh khối thảm tươi (trung bình) đạt 2,02 tấn/ha (biến động từ 1,51 – 2,55 tấn/ha).
3)Sinh khối tầng thảm mục (trung bình) đạt 9,71 tấn/ha (biến động từ
4,54 – 16,93 tấn/ha).
4)Tổng sinh khối trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 đạt 305,97 tấn/ha (biến động từ 189,17 – 384,33 tấn/ha).
3.2.2. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2
Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 được trình bày tại bảng 3.5.
Bảng 3.5. Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 Cấp
tuổi/ÔTC
Sinh khối cây gỗ SK thảm tươi (tấn/ha) SK thảm mục (tấn/ha) Tổng SK (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 2.1 352,30 110,39 1,77 5,91 470,37 OTC 2.2 354,60 90,32 2,21 6,30 453,43 OTC 2.3 260,73 77,91 5,31 5,20 349,15 OTC 2.4 303,89 82,34 1,87 10,52 398,61 OTC 2.5 317,05 92,42 3,06 4,94 417,46 OTC 2.6 333,36 79,76 2,72 9,15 424,99 TB 320,32 88,86 2,82 7,00 419,00
Ghi chú: TMĐ là sinh khối trên mặt đất; DMĐ là sinh khối dưới mặt đất.
Dẫn liệu tại bảng 3.5 cho thấy:
tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 88,86 tấn/ha (biến động từ 77,91 – 110,39 tấn/ha).
2) Sinh khối thảm tươi (trung bình) đạt 2,82 tấn/ha (biến động từ 1,77 – 5,31 tấn/ha).
3)Sinh khối tầng thảm mục (trung bình) đạt 7,00 tấn/ha (biến động từ
4,94 – 10,52 tấn/ha).
4)Tổng sinh khối trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 đạt 419,00 tấn/ha (biến động từ 394,15 – 470,37 tấn/ha).
3.3. Trữ lượng các bon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ
Lượng các bon tích lũy trong lâm phần được quy đổi từ sinh khối khô của các thành phần trong rừng.
3.3.1. Trữ lượng các bon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 cấp tuổi 1
Trữ lượng các bon rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 được trình bày tại bảng 3.6.
Bảng 3.6. Các bon tích lũy trong rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 Cấp tuổi/ÔTC Tầng cây gỗ Tầng thảm tươi (tấn/ha) Tầng thảm mục (tấn/ha) Tổng (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 1.1 154,76 32,85 1,00 3,55 192,17 OTC 1.2 72,24 18,08 0,76 3,52 94,59 OTC 1.3 113,51 28,58 1,09 2,27 145,43 OTC 1.4 148,16 28,61 0,89 8,47 186,13 OTC 1.5 93,90 23,54 1,04 7,51 125,98 OTC 1.6 143,33 25,19 1,28 3,83 173,62 TB 120,98 26,14 1,01 4,86 152,98
Ghi chú: TMĐ là sinh khối trên mặt đất; DMĐ là sinh khối dưới mặt đất.
1)Trữ lượng các bon phần trên mặt đất của tầng cây gỗ rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 biến động từ 72,24 – 154,76 tấn/ha, giá trị trung bình đạt 120,98 tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 26,14 tấn/ha (biến động từ 18,08 – 32,85 tấn/ha).
2) Trữ lượng các bon ở tầng thảm tươi (trung bình) đạt 1,01 tấn/ha (biến
động từ 0,76 – 1,28 tấn/ha).
3)Trữ lượng các bon ở tầng tầng thảm mục (trung bình) đạt 4,86 tấn/ha (biến động từ 2,27 – 8,47 tấn/ha).
4)Tổng trữ lượng các bon trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 đạt 152,98 tấn/ha (biến động từ 94,59 – 192,17 tấn/ha).
Tỷ lệ trữ lượng các bon trong các thành phần của rừng trồng Thông mã vĩ
cấp tuổi 1 được thể hiện ở hình 3.2.
Hình 3.2. Tỷ lệ trữ lượng các bon trong các thành phần rừng trồng cấp tuổi 1
Dẫn liệu tại hình 3.2 có thể thấy trữ lượng các bon trên mặt đất của cây gỗ
chiếm 17,09%, trữ lượng tích lũy các bon của lớp thảm mục chiếm tỷ lệ
3,17%, trữ lượng các bon trong tầng thảm tươi chiếm tỷ lệ nhỏ nhất (0,66%).
3.3.2. Trữ lượng các bon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 cấp tuổi 2
Trữ lượng các bon rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 được trình bày tại bảng 3.7.
Bảng 3.7. Các bon tích lũy trong rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 Cấp tuổi/ÔTC Tầng cây gỗ Tầng thảm tươi (tấn/ha) Tầng thảm mục (tấn/ha) Tổng (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 2.1 176,15 55,20 0,89 2,96 235,19 OTC 2.2 177,30 45,16 1,11 3,15 226,72 OTC 2.3 130,37 38,96 2,66 2,60 174,58 OTC 2.4 151,95 41,17 0,94 5,26 199,31 OTC 2.5 158,53 46,21 1,53 2,47 208,73 OTC 2.6 166,68 39,88 1,36 4,58 212,50 TB 160,16 44,43 1,41 3,50 209,50
Ghi chú: TMĐ là sinh khối trên mặt đất; DMĐ là sinh khối dưới mặt đất.
Dẫn liệu tại bảng 3.7 cho thấy:
1)Trữ lượng các bon phần trên mặt đất của tầng cây gỗ rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 biến động từ 130,37 – 177,30 tấn/ha, giá trị trung bình đạt 160,16 tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 44,43 tấn/ha (biến động từ 38,96 – 55,20 tấn/ha).
2) Trữ lượng các bon ở tầng thảm tươi (trung bình) đạt 1,41 tấn/ha (biến
động từ 0,89 – 2,66 tấn/ha).
3)Trữ lượng các bon ở tầng tầng thảm mục (trung bình) đạt 3,50 tấn/ha (biến động từ 2,47 – 5,26 tấn/ha).
4)Tổng trữ lượng các bon trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 đạt 209,50 tấn/ha (biến động từ 174,58 – 235,19 tấn/ha).