Phương pháp nghiên cứu

2.4.1. Quan điểm và cách tiếp cận đề tài

Khả năng hấp thụ carbon của rừng được hiểu là khả năng thu giữ carbonic từ khí quyển để chuyển thành lượng carbon tích lũy trong cơ thể thực vật rừng và đất rừng. Lượng carbon tích lũy trong rừng càng nhiều thì khả năng hấp thụ carbon càng tốt.

Để xác định được khả năng hấp thụ carbon của rừng thì ta phải nghiên cứu thông qua sinh khối các bộ phận của cây rừng. Từ đó ta mới xác định được lượng carbon hấp thụ của lâm phần và khu vực.

Sinh khối lâm phần (Biomass of stand) là tổng hợp chất hữu cơ do các cây rừng trong các lâm phần tạo ra trên một đơn vị diện tích tại thời điểm hiện tại. Do mỗi cây sống gồm 4 bộ phận chính: rễ ở dưới mặt đất, thân, cành, lá, ở

trên mặt đất cho nên khi nghiên cứu sinh khối lâm phần người ta thường chia thành sinh khối rễ, thân, cành và sinh khối lá.

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu sinh khối

2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu

2.4.2.1. Kế thừa tài liệu

- Kế thừa các tài liệu thống kê về hiện trạng rừng và đất rừng tại Hương Sơn–Hà Tĩnh.

- Các nghiên cứu đã có về sinh lý, sinh thái các loài cây rừng.

Tổng sinh khối

Dưới mặt đất Trên mặt đất

cành lá

Sinh khối cây thân Rễ

- Tài liệu liên quan đến phương pháp xác định sinh khối, lượng carbon, - Tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của rừng trồng tại nơi nghiên cứu.

2.4.2.2. Phương pháp điều tra và thu thập số liệu trên ô tiêu chuẩn điển hình

Điều tra OTC

+ Trước hết tiến hành điều tra sơ thám khu vực nghiên cứu để xác định đặc điểm địa hình, phân bố, tuổi,… của rừng Keo, Bạch đàn và chọn vị trí lập ô tiêu chuẩn. Sau đó mô tả đặc điểm chung về ô tiêu chuẩn, bao gồm: tên chủ rừng, địa chỉ, diện tích lô rừng, vị trí lập ô tiêu chuẩn, loài cây trồng, thời điểm và phương thức trồng, các chỉ tiêu chung về đặc điểm đất,… Số liệu thu thập được ghi vào phụ biểu 01.

+ Lập các ô tiêu chuẩn điển hình, các ô tiêu chuẩn được lập có diện tích 600m2 (30mx20m). Mỗi loài lập 3 ô tiêu chuẩn, vậy 3 loài ta có 9 ô tiêu chuẩn.

+ Trên mỗi ô tiêu chuẩn lập 5 ô thứ cấp (4 ô 4 góc và 1 ô ở giữa OTC) diện tích 4m2 (2 x 2 m) để điều tra cây bụi, thảm tươi.

+ Để điều tra vật rơi rụng ta lập 20 ô dạng bản có diện tích 1m2, được bố trí như hình 2.1.

Hình 2.1: Sơ đồ điều tra OTC điển hình

Hình 2.2: Cách bố trí 20 ô dạng bản điển hình trong OTC 600m2

20m

2 m

2 m

Thu thập số liệu

Tại các ÔTC, tiến hành:

- Đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng của Keo và Bạch đàn

Số liệu đo đếm được ghi theo biểu sau:

Biểu 2.1: Các chỉ tiêu sinh trưởng của Keo, Bạch đàn tại khu vực nghiên cứu

Loài cây:

Ngày điều tra: Người điều tra:

TT Hvn (m) D1.3 (cm) Ghi chú Đ-T N-B TB 1 2 3

- Xác định sinh khối tầng cây cao:

+ Xác định cây tiêu chuẩn bình quân trong OTC:

Trên mỗi OTC ta xác định 1 cây tiêu chuẩn sau đó chặt hạ cây để xác định lượng Carbon. Như vậy ta có 9 OTC nên có 9 cây tiêu chuẩn được chặt hạ. Tiến hành tính toán các trị số trung bình của D1.3, Hvn và Dt để từ đó xác định cây tiêu chuẩn. Cây tiêu chuẩn là cây có trị số bình quân về thể tích.

Dựa trên cơ sở giá trị trung bình quân được tính toán, tiến hành lựa chọn mỗi loài 3 cây mẫu để thăm dò sinh khối. Những cây mẫu được chọn phải đảm bảo những chỉ tiêu sinh trưởng bằng hoặc xấp xỉ các chỉ tiêu sinh trưởng trung bình của lâm phần đã được tính toán.

+ Điều tra sinh khối cây:

Các cây trên được bỏ sạch đất, phân thành từng phần: lá, thân, cành, rễ; đem cân từng phần ngay tại chỗ, được kết quả sinh khối tươi tương ứng với từng phần (Wti).

Sau đó, lấy mẫu từng bộ (500g) phận đem sấy khô ở nhiệt độ 105°C đến khối lượng không đổi, rồi đem cân (việc cân đong sau các lần sấy được tiến hành với cân điện tử) thu được kết quả sinh khối khô tương ứng với từng phần (Wki).

- Xác định sinh khối vật rơi rụng:

Trên mỗi OTC ta có 20 ô dạng bản để xác định vật rơi rụng, như vậy với 9OTC ta phải lập 180 ô dạng bản. Đối với các ô dạng bản diện tích 1m2

trong từng ÔTC, thu gom toàn bộ vật rơi rụng trên các ô dạng bản, cân tại chỗ khối lượng vật rơi rụng, sau đó tính trung bình cho 1m2. Trộn đều vật rơi rụng và lấy mẫu 500g đem sấy khô ở nhiệt độ 1050C, sau đó cân và tính sinh khối khô.

- Sinh khối cây bụi và thảm tươi:

Trong mỗi OTC ta lập 5 ô thứ cấp để điều tra cây bụi thảm tươi, như vậy với 9OTC đề tài cần lập 45 ô thứ cấp.Trên các ô thứ cấp, cắt toàn bộ cây bụi thảm tươi phía trên mặt đất, đào lấy rễ cây . Trộn đều cây bụi và thảm tươi, sau đó cân tại chỗ để xác định sinh khối tươi, lấy mẫu 0,5 kg tươi đem sấy khô và tính sinh khối khô của chúng như theo tầng cây cao. Số liệu được ghi trong vào biểu mẫu sau:

Biểu 2.3: Sinh khối tươi (khô) của cây rừng

Loài cây: Ngày điều tra:

Tuổi: Người điều tra:

Htb: Dtb:

Lần cân Sinh khối tươi (khô) (kg/cây) Thảm mục

(kg/m2) 1 Tổng Thân Cành Lá Rễ .... Tổng % TB/ha - Xác định hàm lượng carbon:

Mẫu để xác định hàm lượng carbon được phân tích theo phương pháp của Walkey và Black. Đây là phương pháp phân tích thông dụng và ở nước ta đã được quy định thành tiêu chuẩn (Theo TCN 10 TCN 378–99). Nguyên lý của phương pháp xác định hàm lượng carbon trong thực vật và đất là sử dụng ô xy hóa chất hữu cơ bằng dung dịch K2Cr2O7 trong a xít H2SO4. Các bước phân tích có thể tóm tắt như sau:

+ Hóa chất:

K2Cr2O7 1 N: Dùng 49.04g K2Cr2O7 đã sấy khô ở 105o C, hòa tan trong 1 lít nước cất; a-xít H2SO4 đậm đặc; muối Morh 0.5 M và chỉ thị mầu: a. N phenylantranilic.

+ Trình tự xác định:

Cho 0,2g (thực vật) hoặc 0,05-1g (đất) vào bình tam giác 250 ml. Thêm 10ml K Cr O 1 N, lắc cho trộn đều mẫu và dung dịch. Thêm nhanh 20ml a

xít. H2SO4 đậm đặc. Lắc đều hỗn hợp và đặt trên tấm amiăng. Để yên 30 phút cho nguội, sau đó thêm 0.3ml, chỉ thi ̣ mầu phenylantranilic và chuẩn độ K2Cr2O7 1 N bằng dung dịch muối sắt II cho đến khi xuất hiện màu xanh lá cây.

+ Tính kết quả:

Lấy dung dịch K2Cr2O7 1 N làm dung dịch chuẩn, a là số ml muối sắt II dùng để chuẩn độ mẫu trắng, khi đó nồng độ muối sắt II là:

a N

t10.1

Khi đó số ml đương lượng K2Cr2O7 của 10ml dung dịch 1N là: a.t. Gọi số Fe2+ chuẩn độ mẫu là b, thì số ml đương lượng chuẩn K2Cr2O7 còn dư là: b.t. Vậy số ml đương lượng K2Cr2O7 đã oxy hóa là: (a-b).t. Số ml đương lượng C hữu cơ đã bị oxy hóa là: (a-b).10/a. Phương pháp Walklay-Black oxy hóa được 75% . Vậy số mg C hữu cơ trong mẫu là: 10.(a-b).3.100/a.75 = 10.(a-b).4/a. Gọi m là khối lượng mẫu cân (g). Gọi K: hệ số khô kiệt, khi đó %C = (a-b)x10 x 0.39/a.m.

2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu điều tra, đo đếm trong quá trình thực hiện khoá luận được sử dụng theo phương pháp phân tích thống kê trên phần mềm Excel và SPSS 13.0.

2.4.3.1. Phương pháp tính toán sinh khối

Tại mỗi ÔTC sinh khối được tính như sau:

- Sinh khối tươi của ÔTC = Wti + WtVRR + WtCBTT (2.1) - Sinh khối khô:

+ Xác định độ ẩm

MC% = [ (Wt – Wk)/Wt]*100 (2.2)

+ Sinh khối của các bộ phận:

Wk(i) = Wt(i) x (1 – MCi) (kg) (2.3)

+ Sinh khối khô cây cá lẻ:

Wk/cây = Wk(t) + Wk(c) + Wk(l) + Wk(r) (kg/cây) (2.4)

+ Sinh khối khô cho cả 1 ha rừng:

Wtấn/ha = Wtấn/cây x N + Wtấn/hatm (tấn/ha) (2.5) Lượng carbon ở dưới mặt đất được xác định thông qua lượng carbon ở trên mặt đất, chúng được biểu thị bằng các phương trình tương quan.

- Sinh khối vật rơi rụng:

Gồm: - Sinh khối tươi của vật rơi rụng trong ÔTC (WtVRR)

- Sinh khối khô của vật rơi rụng trong ÔTC (WkVRR)

Wti-vatroirung= Wt-thân + Wt- cành + Wt- lá + Wt-rễ (2.6) Wki-vatroirung= Wk-thân + Wk- cành + Wk- lá + Wk-rê (2.7) Sinh khối tươi và khô của vật rơi rụng được tính như cách tính đối với sinh khối tầng cây bụi, thảm tươi.

Đề tài sử dụng phương pháp phân tích cac bon của Walkley Black, để xác định lượng carbon của thân, cành, lá, cây bụi thảm tươi và thảm mục. Các mẫu sau khi được sấy đem nghiền thật mịn và xác định lượng %C.

+ Cacbon tích luỹ trong từng bộ phận của lâm phần (tầng cây cao, tầng cây bụi, tầng cỏ và tầng VRR của thực bì rừng).

MC = Wi . TC (Tấn/ha) (2.8) Trong đó: MC là mật độ tích tụ C của các bộ phận trong lâm phần T/ha). Wi là lượng sinh khối khô (T/ha)

TC Tỷ lệ lượng C các bộ phận của kiểu lâm phần đó. + Tổng cac bon tích luỹ:

Ctổng = Cthân + C cành + Clá + Crễ + CCBTT+ CVRR (Tấn/ha) (2.9) - Tổng lượng C tích lũy trong lâm phần:

W = MC. s . 10 -6 (Tấn/ha) (2.10)

Trong đó: W là Tổng lượng C tích tụ trong lâm phần

MC là Tổng mật độ carbon tích tụ trong lâm phần s là diện tích của lâm phần đó

- Mật độ C tích tụ bình quân trong rừng của khu vực đó tính như sau:

Dbq = Σ(DciSi)/ΣSi (2.11)

2.4.3.2. Phương pháp xây dựng mối quan hệ giữa sinh khối với các nhân tố điều tra điều tra

Sử dụng phần mềm SPSS 13.0 kết hợp Execl xây dựng biểu đồ giữa các chỉ tiêu lâm phần D1.3; Hvn với sinh khối và tương quan giữa trữ lượng carbon với D1.3 với Hvn.

SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU

Hình 2.3: Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu

sinh khối rừng

Sinh khối tầng cây cao

Sinh khối cây bụi thám tươi Carbon tầng câycao Carbon cây bụi thảm tươi Carbon vật rơi rụng Carbon toàn lâm phần Sinh khối vật rơi rụng

Chương 3

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1. Điều kiên tự nhiên

3.1.1. Vị trí địa lý

Huyện Hương Sơn là huyện miền núi phía Tây thuộc tỉnh Hà Tĩnh.

Huyện có 32 đơn vị hành chính gồm 2 thị trấn và 30 xã. Có tọa độ địa lý:

16015’ đến 18025’vĩ độ Bắc. 105007’ đến 105020’ kinh Đông. Ranh giới cụ thể là:

- Phía Bắc giáp huyện Thanh Chương và Nam Đàn, tỉnh Nghệ An. - Phía Nam giáp huyện Vũ Quang.

- Phía Đông giáp huyện Đức Thọ, tỉnh Hà Tĩnh.

- Phía Tây giáp nước Cộng hoà Dân chủ nhân dân Lào.

Cách thủ đô Hà Nội, thành phố Vinh, thị xã Hồng Lĩnh và thị xã Hà Tĩnh lần lượt khoảng 365 km, 55 km, 35 km và 70 km.

3.1.2. Địa hình, địa mạo

Huyện Hương Sơn tỉnh Hà Tĩnh nằm trong vùng đồi núi thấp và trung bình và thuộc khu vực Trường Sơn Bắc. Huyện Hương Sơn có độ cao trung bình so với mực nước biển khoảng 300 – 400m nơi cao nhất là đỉnh Bà Mụ cao1650m, trong khu vực có 3 kiểu địa hình chủ yếu là đồi núi thấp và trung bình - Kiểu đồi núi thấp chiếm 50%, kiểu đồi núi trung bình chiếm 10%, kiểu

đồi núi thấp chiếm 30%, nhìn chung địa hình khá phức tạp và chia cắt lớn, cùng với đặc điểm khí hậu ở đây, địa hình ở đây có ảnh hưởng trở ngại đến sản xuất lâm nghiệp.

3.1.3. Khí hậu thủy văn

Khí hậu thủy văn huyện Hương Sơn nằm trong miền khí hậu Bắc Việt Nam nhiệt đới gió mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, mùa lạnh cũng là mùa khô kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau. Khu vực này hàng năm có gió Lào nóng khô, loại gió này có ảnh hưởng xấu đối với sinh trưởng của cây trồng.

Nhiệt độ bình quân năm là 230 C, cao nhất là 39.50C, thấp nhất là 2.50C Lượng mưa bình quân năm là 2100 mm, cao nhất là 5000mm, thấp nhất là 1000mm. Độ ẩm bình quân 85%.

Thời tiết diễn biến khá phức tạp trong năm như mưa lớn, bão lụt và gió xoáy. Mùa hè chịu ảnh hưởng mạnh của gió Lào kéo theo nhiệt độ tăng và độ ẩm giảm.

Khu vực nghiên cứu có địa hình đồi, núi chia cắt mạnh nên có hệ thống sông suối tương đối phong phú. Lớn nhất là sông Ngàn phố bắt nguồn từ biên giới Việt - Lào. Ba suối lớn chảy vào sông Ngàn phố là suối Rào qua, suối Tre và suối Chi lời. Ngoài ra, trong khu vực còn nhiều khe và suối nhỏ tạo điều kiện thuận lợi cho canh tác nông lâm nghiệp.

Bảng 3.1: Số liệu quan trắc khí tượng Tháng Lượng mưa (mm) Số ngày mưa T0KK (C0) Độ ẩm (%) 1 27,5 12 15,5 81 2 30,5 11 16,5 81,5 3 40,5 12 20,5 83,5 4 150 14 23,5 85 5 170 16 26 82,5 6 280 14 28,5 83,4 7 320 17 33,5 83,5 8 450 19 27 86,5 9 340 17 25,5 87 10 310 10 24 85 11 58 4 20 80 12 35 6 18 76,5 Tổng 2211,5 152 23 83

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 5 10 15 20 25 30 35 40 lượng mưa nhiệt độ

Hình 3.1: Biểu đồ khí hậu Gaussen - Walter

3.1.4. Địa chất thổ nhưỡng

- Địa chất: Được hình thành trên các loại đá mẹ chính đó là phiến thạch sét – sa thạch hỗn hợp, phiến thạch Trầm tích cuội kết và cuội kết hợp Granit.

- Thổ nhưỡng: Khu vực này được hình thành trên 3 loại đất chính: phù sa bồi tụ ven suối chiếm 3%, tầng đất dày, dốc 100 thích hợp cho sản xuất nông nghiệp, cây ăn quả, cây công nghiệp.

+ Đất feralit đỏ vàng chiếm 51%, thích hợp cho sản xuất lâm nghiệp và nông lâm kết hợp.

+ Đất feralit vàng đỏ chiếm 46%, trên các loại đất này phong phú về loài thực vật nhưng ở nơi xa và khó tiếp cận.

yếu là dân tộc Kinh, rải rác có vài chục người dân tộc khác. Trong đó có hơn 40% dân số đang trong độ tuổi lao động, lao động chính là sản xuất Lâm nghiệp.

Tập quán canh tác:

- Sản xuất nông nghiệp: chăn nuôi trâu, bò, hươu; về trồng trọt chủ yếu là trồng lúa nước, hoa màu, cây ăn quả. Năng suất nông nghiệp: 4,5 tấn/ha/năm (đối với lúa), 2,5 - 3,0 tấn/ha/năm (đối với màu).

- Sản xuất lâm nghiệp: trồng rừng, khai thác chế biến lâm sản và buôn bán nhỏ.

- Về thương mại: chủ yếu là hoạt động buôn bán với nước bạn Lào qua cửa khẩu Cầu Treo. Ngày 19/10/2007, Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng ký Quyết định số 162/2007/QĐ-TTg Ban hành Quy chế hoạt động của Khu kinh tế cửa khẩu Cầu Treo- tỉnh Hà Tĩnh.

Cơ cấu ngành nghề trong sản xuất: Sản xuất nông nghiệp 46,4%; sản xuất lâm nghiệp 44,4%; ngành nghề khác 9,2%.

3.3. Lịch sử rừng trồng và tình hình phân bố các dạng rừng

Sau khi có chính sách giao đất giao rừng đến từng hộ gia đình thì người dân ở đây đã lựa chọn các loại cây trồng sinh trưởng nhanh đáp ứng nhu cầu thị trường, các loại cây trồng đó chủ yếu là: Keo lai, Keo tai tượng, Bạch đàn Urophylla, Thông, Mỡ, Gió bầu,.. Trong luận văn này tôi đi nghiên cứu 3 loài đó là: Bạch đàn Urophylla, Keo lai và Keo tai tượng.

Mật độ trồng rừng: 2000 cây/ha Phương thức trồng thuần loài.

Phương pháp trồng: trồng bằng cây con 6÷8 tháng tuổi, chiều cao H=25÷30 cm, đường kính cổ rễ D cổ rễ = 0,25 cm÷ 0.3 cm.

Thời vụ trồng: vụ xuân năm 2005.

Phương pháp xử lý thực bì: phát dọn theo băng, băng phát rộng 1m băng chừa 2 m dùng dao phát gốc không quá 10 cm.

Phương pháp làm đất: làm đất thủ công, cục bộ theo hố.