3 Ý nghĩa của vấn đề nghiên cứu
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 = πx 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:
= ∑ (2.3)
Trong đó: 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:
= ∑ (2.4)
Trong đó: + 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:
= 10.000 (Cây/ha) (2.5) 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: +SKTMĐlà 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 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)
* Sinh khối khô của bộ phận thảm mục trên ha được tính theo công thức
W3k = (Tấn/ha) 2.10)
Trong đó: W3k là sinh khối khô của bộ phận thảm mục trên/ha; là sinh khối tươi của bộ phận thảm mục; P3 tỉ lệ sinh khối khô bình quân ở 5 mẫu sấy của bộ phận thảm mục.
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) (2.11)
Trong đó: SKlàtổng 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) (2.12)
Trong đó: CSlà 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); (2.13)
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:
NCO2e = 3.67 x Wc (tấn/ha) (2.14)
Trong đó: NCO2 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 huyện Than Uyên được tổng hợp tại bảng 3.1.
Bảng 3.1. Hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Than Uyên TT Địa điểm Diện tích rừng trồng năm 1996 (ha) Diện tích rừng trồng năm 2010 (ha) Diện tích rừng trồng năm 2014 (ha) 1 Xã Phúc Than 134,17 17,19 1,48 2 Xã Mường Than 61,28 10,04 3,36 3 Xã Mường Kim 54,54 6,07 4 Xã Mường Cang 5,96 5 Xã Mường Mít 1,74 6 Xã Hua Nà 1,73 33,84 2,08 7 TT. Than Uyên 32,16 18,22 1,07 Tổng 235,3 135,57 14,06
(Nguồn: Số liệu điều tra tại Hạt Kiểm lâm huyện Than Uyên)
Dẫn liệu tại bảng 3.1 cho thấy tỷ lệ rừng trồng Thông mã vĩ trên địa bàn huyện Than Uyên. Tổng diện tích là 384,93 ha, trong đó rừng trồng năm 1996 chiếm tỷ lệ lớn nhất 61,1%, sau đó là rừng trồng năm 2010 (35,2%) và cuối cùng là rừng trồng năm 2014 (3,7%).
3.1.2. Một sốđặc 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 tuổi rừng trồng điều tra 6 ô tiêu chuẩn đại diện.
Một số đặc điểm đặc điểm đặc trưng của lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ theo cấp tuổi được trình bày tại bảng 3.2.
Bảng 3.2. Một số đặc điểm đặc trưng rừng trồng Thông mã vĩ Tuổi rừng/ÔTC Mật độ D1.3 (cm) H (m) G (m2/ha) V (m3/ha) 7 năm tuổi OTC 1.1 780 10,12 8,00 4,78 18,58 OTC 1.2 760 9,05 7,71 3,45 13,19 OTC 1.3 440 9,90 7,73 3,71 13,87 OTC 1.4 780 6,52 6,67 2,91 9,79 OTC 1.5 780 7,33 6,64 2,96 9,77 OTC 1.6 680 7,89 6,79 3,35 11,37 TB 703,33 8,47 7,26 3,52 12,76 Sai số TB 54,99 0,59 0,25 0,28 1,35 11 năm tuổi OTC 2.1 540 20 13 17,27 107,35 OTC 2.2 320 22 14 13,20 85,60 OTC 2.3 540 24 15 24,97 175,67 OTC 2.4 400 27 15 23,79 164,90 OTC 2.5 540 20 13 18,02 113,97 OTC 2.6 360 21 14 13,42 85,57 TB 450,00 22,42 14,09 18,44 122,18 Sai số TB 41,55 1,15 0,34 2,04 15,97 25 năm tuổi OTC 2.1 520 25 16 26,52 190,72 OTC 2.2 400 27 14 23,17 153,06 OTC 2.3 560 30 16 37,31 268,84 OTC 2.4 340 29 15 23,47 159,00 OTC 2.5 560 32 15 44,18 311,74 OTC 2.6 360 39 16 43,13 308,70 TB 456,67 30,30 15,23 32,96 232,01 Sai số TB 41,44 1,98 0,43 3,98 29,92
Những lô rừng trồng Thông mã vĩ được trồng năm 1996 với mật độ trồng ban đầu là 1330 cây/ha; đến đợt thứ hai năm 2010 và đợt 3 năm 2014 rừng
Thông mã vĩ trồng với mật độ 1660 cây/ha. Áp dụng tiêu chuẩn ngành 04TCN 63-2002 – quy trình kỹ thuật trồng rừng mã vĩ ban hành kèm theo quyết định số 5205/QĐ-BNN-KHCN ngày 26/11/2002 của Bộ NN&PTNT.
Phải sử dụng nguồn giống trong rừng giống đã được đầu tư chuyển hóa từ rừng trồng kinh tế và theo tiêu chuẩn ngành số 3918/QĐ-BNN-KHCN ngày 22/8/2001 của Bộ NN&PTNT về hạt giống Thông mã vĩ.
Sau khi tìm hiểu và điều tra về đất ở khu vực nghiên cứu, cán bộ lâm nghiệp thuộc Lâm trường Than Uyên trước đây và Công ty lâm nghiệp Lai Châu hiện nay đã xác định Cây Thông mã vĩ thích hợp với các loại đất hình thành từ đá mẹ macma chua và đá cát, có thành phần cơ giới nhẹ, độ xốp cao, dễ thoát nước, mùn từ ít đến trung bình, pHKCl=4-4,5, nên đã tiến hành trồng.
Dẫn liệu tại bảng 3.2 cho thấy:
Mật độ trung bình cây rừng tại các tuổi rừng lần lượt là: 703 cây/ha ở tuổi 7, 450 cây/ha ở tuổi 11 và 456 cây/ha ở tuổi 25.
Đường kính thân (D1,3) trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ ở tuổi 7 trung bình đạt 8,47 cm (biến động từ 6,52 -10,12 cm); ở tuổi 11 trung bình đạt 22,42 cm (biến động từ 19,51 - 27,2 cm);đường kính trung bình tuổi 25trung bình đạt 30,30 cm (biến động từ 25,07 - 38,88 cm).
Chiều cao (Hvn) trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ ở tuổi 7 trung bình đạt 7,25m (biến động từ 6,64-8,00 m); ở tuổi 11 trung bình đạt 14,09 m (biến động từ 13,07 - 15,1 m), chiều cao trung bình tuổi 25 trung bình đạt 15,22 m (biến động từ 14,15 - 15,72 m).
Tổng tiết diện ngang lâm phần của rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 trung bình đạt 3,52 m2/ha (biến động từ 2,90 - 4,78 m2/ha); ở tuổi 11 trung bình đạt 18,44 m2/ha (biến động từ 13,19 - 24,97 m2/ha), tổng tiết diện ngang lâm phần trung bình tuổi 25 trung bình đạt 32,96 m2/ha (biến động từ 23,17 - 44,17 m2/ha).
Trữ lượng lâm phần của rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 trung bình đạt 12,76 m3/ha (biến động từ 9,77 - 18,57 m3/ha); ở tuổi 11 trung bình đạt 122,17 m3/ha (biến động từ 85,56 - 175,67 m3/ha), trữ lượng lâm phần trung bình tuổi 25 trung bình đạt 232,01 m3/ha (biến động từ 153,06 - 311, 47 m3/ha).
Trong các lần đo đếm, để thấy được độ chính xác về đo đạc, chúng tôi đã tính sai số trung bình, đây thực chất là sai số hệ thống thay đổi do thước đo, trình độ của người đo, kích thước củ cây v.v…Kết quả về sai số cho thấy, cây Thông mã vĩ trồng năm 2014 (6 tuổi) do kích thước cây còn nhỏ dễ đo nên chỉ số sai số là nhỏ; cây trồng năm 1996 do kích thước lớn, dụng cụ đo chưa hiện đại nên sai số trung bình lớn hơn. Nhưng trong Lâm nghiệp do nhiều yếu tố tác động nên sai số này vẫn có thể chấp nhận được.
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 vĩ được trình bày theo các cấp tuổi.
3.2.1. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7
Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 được trình bày tại bảng 3.3.
Bảng 3.3. Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 Cấp
tuổi/ÔTC
Sinh khối cây gỗ SK thảm mục (tấn/ha) SK thảm tươi (tấn/ha) Tổng SK (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 1.1 17,57 3,33 2,48 0,90 24,28 OTC 1.2 12,51 2,21 3,56 1,14 19,43 OTC 1.3 13,37 2,54 2,78 1,30 19,99 OTC 1.4 9,93 1,88 2,59 0,98 15,37
Cấp tuổi/ÔTC
Sinh khối cây gỗ SK thảm mục (tấn/ha) SK thảm tươi (tấn/ha) Tổng SK (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 1.5 9,99 1,88 3,51 1,43 16,81 OTC 1.6 11,49 2,20 2,03 1,12 16,84 TB 12,48 2,34 2,82 1,15 18,79 Sai số TB 1,15 0,22 0,24 0,07 1,30 Ghi chú: TMĐ là sinh khối trên mặt đất; DMĐ là sinh khối dưới mặt đất.
Dẫn liệu tại bảng 3.3 cho thấy:
Sinh khối phần trên mặt đất của tầng cây gỗ rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 biến động từ 9,93-17,56 tấn/ha, giá trị trung bình đạt 12,48 tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 2,34 tấn/ha (biến động từ 1,88- 3,312 tấn/ha).
Sinh khối thảm mục (trung bình) đạt 2,82 tấn/ha (biến động từ 1,51 - 2,56 tấn/ha).
Sinh khối tầng thảm tươi (trung bình) đạt 1,15 tấn/ha (biến động từ 0,9- 1,43 tấn/ha).
Tổng sinh khối trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 đạt 18,79 tấn/ha (biến động từ 15,37-24,28 tấn/ha).
3.2.2. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 11
Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 11 được trình bày tại bảng 3.4.
Bảng 3.4. Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 11 Cấp
tuổi/ÔTC
Sinh khối cây gỗ SK thảm mục (tấn/ha) SK thảm tươi (tấn/ha) Tổng SK (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 2.1 81,86 17,98 8,97 1,00 109,82
Cấp tuổi/ÔTC
Sinh khối cây gỗ SK thảm mục (tấn/ha) SK thảm tươi (tấn/ha) Tổng SK (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 2.2 64,01 14,19 10,25 1,41 89,86 OTC 2.3 126,42 28,06 8,10 1,21 163,80 OTC 2.4 119,76 28,32 9,75 1,23 159,06 OTC 2.5 86,18 18,88 8,26 1,38 114,69 OTC 2.6 64,46 13,93 9,12 1,20 88,70 TB 90,45 20,23 9,08 1,24 120,99 Sai số TB 10,98 2,64 0,33 0,06 13,48 Ghi chú: TMĐ là sinh khối trên mặt đất; DMĐ là sinh khối dưới mặt đất
Dẫn liệu tại bảng 3.4 cho thấy:
Sinh khối phần trên mặt đất của tầng cây gỗ rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 11 biến động từ 64,01 - 126,42 tấn/ha, giá trị trung bình đạt 90,45 tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 20,23 tấn/ha (biến động từ 13,92 - 28,32 tấn/ha).
Sinh khối thảm mục (trung bình) đạt 9,08 tấn/ha (biến động từ 8,10 - 10,25 tấn/ha).
Sinh khối tầng thảm tươi (trung bình) đạt 1,24 tấn/ha (biến động từ 1,01- 1,41 tấn/ha).
Tổng sinh khối trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 11 đạt 120,99 tấn/ha (biến động từ 88,69-163,79 tấn/ha).
3.2.3. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 25
Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 25 được trình bày tại bảng 3.5.
Bảng 3.5. Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 25
tuổi/ÔTC TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) mục (tấn/ha) tươi (tấn/ha) (tấn/ha) OTC 3.1 135,75 30,10 12,15 0,69 178,68 OTC 3.2 113,71 27,80 13,69 1,44 156,64 OTC 3.3 192,05 47,63 13,69 1,23 254,60 OTC 3.4 116,88 29,48 11,78 0,78 158,92 OTC 3.5 225,63 59,21 12,56 1,15 298,55 OTC 3.6 222,73 63,99 13,42 1,36 301,50 TB 167,79 43,03 12,88 1,11 224,81 Sai số TB 21,21 6,59 0,33 0,12 27,88 Ghi chú: TMĐ là sinh khối trên mặt đất; DMĐ là sinh khối dưới mặt đất.
Dẫn liệu tại bảng 3.5 cho thấy:
Sinh khối phần trên mặt đất của tầng cây gỗ rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 25 biến động từ 113,71 -225,63 tấn/ha, giá trị trung bình đạt 167,79 tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 43,03 tấn/ha (biến động từ 27,80-63,99 tấn/ha).
Sinh khối thảm mục (trung bình) đạt 12,88 tấn/ha (biến động từ 11,78- 13,69 tấn/ha).
Sinh khối tầng thảm tươi (trung bình) đạt 1,11 tấn/ha (biến động từ 0,68- 1,43 tấn/ha).
Tổng sinh khối trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 25 đạt 224,81tấn/ha (biến động từ 156,64-301,50 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 tuổi 7 vĩ tuổi 7
Trữ lượng các bon rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 được trình bày tại bảng 3.6.
Bảng 3.6. Các bon tích lũy trong rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 Cấp tuổi/ÔTC Tầng cây gỗ Tầng thảm mục (tấn/ha) Tầng thảm tươi (tấn/ha) Tổng (tấn/ha) TMĐ (tấn/ha) DMĐ (tấn/ha) OTC 1.1 8,78 1,66 1,24 0,45 12,14 OTC 1.2 6,25 1,10 1,78 0,57 9,71 OTC 1.3 6,68 1,27 1,39 0,65 9,99 OTC 1.4 4,96 0,94 1,29 0,49 7,68 OTC 1.5 4,99 0,94 1,75 0,71 8,40 OTC 1.6 5,74 1,1 1,01 0,56 8,42 TB 6,24 1,17 1,41 0,57 9,39
Ghi chú: TMĐ là sinh khối trên mặt đất; DMĐ là sinh khối dưới mặt đất.
Dẫn liệu tại bảng 3.6 cho thấy:
Trữ lượng các bon phần trên mặt đất của tầng cây gỗ rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 biến động từ 4,96-8,78 tấn/ha, giá trị trung bình đạt 6,24 tấn/ha. Sinh khối dưới mặt đất của tầng cây gỗ trung bình đạt 1,17 tấn/ha (biến động từ 0,94-1,66 tấn/ha).
Trữ lượng các bon ở tầng thảm mục (trung bình) đạt 1,41 tấn/ha (biến động từ 1,01- 1,78 tấn/ha).
Trữ lượng các bon ở tầng tầng thảm tươi (trung bình) đạt 0,57 tấn/ha (biến động từ 0,45-0,71 tấn/ha).
Tổng trữ lượng các bon trung bình của rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 đạt 9,39 tấn/ha (biến động từ 7,68- 12,14 tấn/ha).
Tỷ lệ trữ lượng các bon trong các thành phần của rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 7 được thể hiện ở hình 3.1.
Hình 3.1. Tỷ lệ trữ lượng các bon trong các thành phần rừng trồng tuổi 7
Dẫn liệu tại hình 3.1 có thể thấy trữ lượng các bon trên mặt đất của cây gỗ là cao nhất chiếm tỉ lệ 66,42%, phần dưới mặt đất của tầng cây gỗ (rễ cây) chiếm 12,45%, trữ lượng tích lũy các bon của lớp thảm tươi chiếm tỷ lệ 15,01%, trữ lượng các bon trong tầng thảm mục chiếm tỷ lệ nhỏ nhất (6,12%).
3.3.2. Trữ lượng các bon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 11