Chương 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2. Khái quát vấn đề nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Nghiên cứu sinh khối rừng Error! Bookmark not defined.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sinh khối rừng được tiến hành khá muộn, tuy nhiên bước đầu cũng đã đạt được những thành tựu đáng kể. Cho tới nay một số loài cây trồng rừng chủ yếu ở nước ta như Keo tai tượng, Mỡ, Thông mã vĩ, Thông nhựa và Keo lai,… đã được nhiều tác giả nghiên cứu lập biểu cấp đất, biểu thể tích, quá trình sinh trưởng và sản lượng rừng như Vũ Tiến Hinh, 2000; Đào Công Khanh, 2001 và Vũ Nhâm, 1995 (theo Viện Điều tra Quy hoạch rừng, 2001). Đây là những nghiên cứu ban đầu làm cơ sở cho việc triển khai nghiên cứu sinh khối và tính toán lượng hấp thụ CO2 bởi các loại rừng trồng ở nước ta.
Ngô Đình Quế (1971), đã xác định được sinh khối rừng Thông tại Lâm Đồng (mật độ 2500 cây/ha, cấp đất II) là 330 tấn/ha.
Nguyễn Hoàng Trí (1986), với công trình nghiên cứu “Sinh khối và năng suất rừng Đước” đã áp dụng phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu năng suất sinh khối một số quần xã rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata) tại vùng ven biển ngập mặn Minh Hải, đây là đóng góp có ý nghĩa lớn về mặt lý luận và thực tiễn đối với việc nghiên cứu sinh thái rừng ngập mặn nước ta.
Cũng sử dụng phương pháp “cây mẫu” của Newboul D.J (1967), Hà Văn Tuế (1994) đã nghiên cứu năng suất, sinh khối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du Vĩnh Phúc.
Lê Hồng Phúc (1996), trong công trình “Đánh giá sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối và năng suất rừng Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) vùng Đà Lạt - Lâm Đồng”, đã tìm ra quy luật tăng trưởng sinh khối,
cấu trúc thành phần tăng trưởng sinh khối thân cây, tỷ lệ sinh khối tươi, khô của các bộ phận thân, cành, lá, rễ, lượng rơi rụng, tổng sinh khối cá thể và quần thể rừng Thông ba lá .
Kết quả thực hiện công trình “Nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá thể và lâm phần Keo lá tràm (Acacia auriculiformis Cunn) tại tỉnh Thái Nguyên” của Vũ Văn Thông (1998), đã lập các bảng tra sinh khối tạm thời phục vụ cho công tác điều tra kinh doanh rừng.
Hoàng Văn Dưỡng (2000), đã xác định quy luật quan hệ giữa các chỉ tiêu sinh khối với các chỉ tiêu biểu thị kích thước của cây, quan hệ giữa sinh khối tươi và sinh khối khô các bộ phận thân cây cho loài Keo lá tràm. Nghiên cứu cũng đã lập được biểu tra sinh khối và ứng dụng biểu để xác định sinh khối cây cá thể và lâm phần cho loài này.
Đặng Trung Tấn (2001) đã nghiên cứu sinh khối rừng Đước, kết quả đã xác định được tổng sinh khối khô rừng Đước ở Cà Mau là 327 m3/ha, tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm là 9.500 kg/ha.
Từ khi Cơ chế phát triển sạch được thông qua, việc nghiên cứu sinh khối rừng được tiến hành nhiều hơn để phục vụ cho việc xác định khả năng hấp thụ CO2. Có thể kể đến một số nghiên cứu sau:
Kết quả nghiên cứu Nguyễn Tuấn Dũng (2005), khi tiến hành nghiên cứu sinh khối lâm phần Thông mã vĩ và lâm phần Keo lá tràm trồng thuần loài tại Hà Tây đã cho thấy: Thông mã vĩ ở tuổi 20 có tổng sinh khối khô là 173,4 - 266,2 tấn và rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng sinh khối khô là 132,2- 223,4 tấn/ha.
Nguyễn Ngọc Lung, Nguyễn Tường Vân (2004) đã sử dụng biểu quá trình sinh trưởng và biểu sinh khối (Biomass) để tính toán sinh khối cho một số loại rừng. Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1999), Thông ba
lá, cấp đất III tuổi chặt 60, khi D = 40 cm, H = 27,6 cm, G = 48,3 m2/ha, M = 586 m3/ha, tỷ lệ khối lượng khô/tươi cây lớn là 53,2%. Hệ số chuyển đổi từ thể tích thân cây sang toàn cây là 1,3736. Tính ra sinh khối thân cây khô tuyệt đối là 311,75 tấn, tổng sinh khối toàn rừng là 428,2 tấn. Còn nếu tính theo biểu sinh khối thì giá trị này là 434,2 tấn/ha. Sai số giữa biểu quá trình sinh trưởng và biểu sản lượng là 1,4%.
Nguyễn Duy Kiên (2007), khi nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) tại Tuyên Quang đã cho thấy sinh khối tươi trong các bộ phận lâm phần Keo tai tượng có tỷ lệ khá ổn định, sinh khối tươi tầng cây cao chiếm tỷ trọng lớn nhất từ 75-79%; sinh khối cây bụi thảm tươi chiếm tỷ trọng 17- 20 %; sinh khối vật rơi rụng chiếm tỷ trọng 4-5%.
Kết quả thực hiện đề tài nghiên cứu ”Nghiên cứu sinh khối và khả năng cố định carbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ” cho thấy, cấu trúc sinh khối cây cá thể Mỡ gồm 4 phần thân, cành, lá và rễ, trong đó sinh khối tươi lần lượt là 60%, 8%, 7% và 24%; tổng sinh khối tươi của một ha rừng trồng mỡ dao động trong khoảng từ 53,4 - 309 tấn/ha, trong đó: 86% là sinh khối tầng cây gỗ, 6% là sinh khối cây bụi thảm tươi và 8% là sinh khối của vật rơi rụng (Lý Thu Quỳnh, 2007).
Theo Hoàng Xuân Tý (2004), nếu tăng trưởng rừng đạt 15 m3/ha/ năm, tổng sinh khối tươi và chất hữu cơ của rừng sẽ đạt được xấp xỉ 10 tấn/ha/năm tương đương 15 tấn CO2/ha/năm.
Võ Đại Hải và cộng sự (2009), trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả
năng hấp thụ và giá trị thương mại carbon của một số dạng rừng trồng chủ
yếu ở Việt Nam” đã tiến hành nghiên cứu năng suất sinh khối của một số loài cây trồng rừng như: Mỡ, Thông đuôi ngựa, Thông nhựa, Keo lai, Keo lá tràm,… kết quả đã đánh giá được cấu trúc sinh khối cây cá thể và cấu trúc sinh khối lâm phần rừng trồng, tìm hiểu rõ được mối quan hệ giữa sinh khối
cây cá thể và lâm phần với các nhân tố điều tra,… góp phần quan trọng trong nghiên cứu sinh khối rừng trồng và nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của một số loài cây trồng rừng sản xuất chủ yếu ở nước ta hiện nay.
1.2.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng
Từ những thành công bước đầu trong việc thực hiện nghiên cứu sinh khối rừng, từ khi Cơ chế phát triển sạch được thông qua đã có khá nhiều các công trình nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng được thực hiện, có thể kể tới một số nghiên cứu sau:
Theo Ngô Đình Quế và cộng tác viên (2005) tuỳ thuộc vào năng suất lâm phần ở các tuổi nhất định mà khả năng hấp thụ CO2 của các lâm phần có sự khác nhau. Để tích luỹ khoảng 100 tấn CO2/ha, Thông nhựa phải đến tuổi 16 - 17, Thông mã vĩ và Thông 3 lá ở tuổi 10, Keo lai 4 - 5 tuổi, Keo tai tượng 5 - 6 tuổi và Bạch đàn uro ở tuổi 4 - 5. Tác giả đã lập phương trình tương quan hồi quy tuyến tính giữa lượng CO2 hấp thụ hàng năm với năng suất gỗ và năng suất sinh học, từ đó tính ra được khả năng hấp thụ CO2 thực tế ở nước ta đối với 5 loài cây trên. Cũng theo Ngô Đình Quế (2005), với tổng diện tích 123,95 ha khi trồng Keo lai 3 tuổi, Quế 17 tuổi, Thông 3 lá 15 tuổi, Keo lá tràm 12 tuổi thì sau khi trừ đi tổng lượng C của đường cơ sở, lượng C thực tế thu được qua việc trồng rừng CDM là 7.553,6 tấn C hoặc 27.721,9 tấn CO2.
Theo Nguyễn Tuấn Dũng (2005) khi tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon lâm phần Thông mã vĩ và lâm phần Keo lá tràm trồng thuần loài tại Hà Tây đã cho thấy: lượng carbon tích luỹ của rừng Thông mã vĩ biến động từ 80,7 - 122 tấn/ha và của rừng Keo lá tràm là 62,5 - 103,1 tấn/ha.
Nguyễn Duy Kiên (2007) khi nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) tại Tuyên Quang đã cho thấy lượng carbon hấp thụ trung bình ở cấp đất I đạt 152,96 tấn/ha; cấp đất II đạt 127,91
tấn/ha; cấp đất III đạt 126,32 tấn/ha và cấp đất IV đạt 114,33 tấn/ha, trong đó tầng cây cao chiếm 49%; đất chiếm 34%; vật rơi rụng chiếm 4% và cây bụi thảm tươi chiếm 13% tổng lượng carbon trong lâm phần.
Nhằm góp phần phục vụ việc xây dựng kịch bản đường cơ sở cho các dự án trồng rừng CDM, sinh khối thảm tươi cây bụi tại Hòa Bình và Thanh Hóa đã được nghiên cứu, theo đó các trạng thái đất rừng lau lách có thể tích trữ 20 tấn carbon/ha; cây bụi cao từ 2 - 3 m có thể tích lũy 14 tấn/ha; tế, guột và cây bụi nhỏ hơn 2 m có thể tích lũy khoảng 10 tấn/ha; cỏ lá tre có thể tích lũy 6,6 tấn/ha; cỏ tranh tích lũy 4,9 tấn/ha và cỏ lông lợn có thể tích lũy 3,9 tấn/ha (Vũ Tấn Phương, 2006b).
Bên cạnh việc nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của một số trạng thái rừng của Việt Nam thì vấn đề giá trị thương mại mang lại từ khả năng hấp thụ CO2 của rừng cũng được rất nhiều các tác giả quan tâm nghiên cứu.
Năm 2005, Vũ Tấn Phương và cộng tác viên đã nghiên cứu lượng giá kinh tế và dịch vụ môi trường của một số loại rừng chủ yếu ở Việt Nam cho thấy đối với rừng tự nhiên giá trị môi trường và dịch vụ chiếm tới 96,8% tổng giá trị của rừng, trong khi đó giá trị dịch vụ và môi trường của rừng trồng chiếm từ 66 - 70% tổng giá trị của rừng. Giá trị lưu trữ carbon của các loại rừng tự nhiên biến động từ 5 - 77 triệu đồng/ha. Đối với rừng trồng, tùy vào độ tuổi và mật độ, giá trị lưu trữ carbon giao động từ 1,1 đến 7 triệu đồng/ha/năm. Bên cạnh đó tác giả cũng đã đề cập tới giá trị của rừng thông qua việc cải tạo đất, cảnh quan du lịch, đa dạng sinh học,...
Vũ Tấn Phương và Ngô Đình Quế (2006a) [15] cho rằng, khả năng hấp thụ CO2 của một số loại rừng trồng như Quế, Bạch đàn, Keo, Thông bình quân đạt từ 11 -20 tấn/ha/năm, tương đương 50-100 USD/ha/năm.
Theo Hoàng Xuân Tý (2004), nếu tăng trưởng rừng đạt 15 m3/ha/năm và giá thương mại của khí CO2 biến động từ 3-5 USD/tấn CO2,
thì một ha rừng như vậy có thể đem lại 45 - 75 USD (tương đương 675.000 - 1.120.000 đồng).
Võ Đại Hải và cộng sự (2009) đã nghiên cứu và xác định được cấu trúc lượng carbon trong cây cá thể, trong lâm phần các loài Thông đuôi ngựa, Thông nhựa, Keo lai, Keo lá tràm, Bạch đàn Uro,… bên cạnh đó, các tác giả còn xác định được các mối quan hệ tương quan giữa lượng carbon hấp thụ với sinh khối cây cá lẻ, sinh khối cây bụi, thảm tươi, thảm mục dưới tán rừng,….
Đặng Thịnh Triều (2010) trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả
năng cố định carbon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana
Lambert) và Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh et. de Vriese) làm cơ sở xác
định giá trị môi trường rừng theo cơ chế phát triển sạch ở Việt Nam” đã xác định được khả năng hấp thụ carbon ở cấp tuổi 6 của lâm phần Thông mã vĩ khoảng từ 115,21 - 178,68 tấn/ha, của lâm phần Thông nhựa khoảng 117,05 - 135,54 tấn/ha tùy thuộc vào cấp đất, đồng thời tác giả cũng đã xây dựng được bảng tra khả năng hấp thụ carbon của cây cá thể cũng như lâm phần Thông mã vĩ và Thông nhựa chung và riêng cho từng cấp đất, xác định được giá trị thương mại carbon của rừng trồng Thông nhựa và Thông mã vĩ theo từng cấp đất.
Đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 và cải tạo đất của rừng trồng Keo Lai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc” của Nguyễn Viết Khoa (2010) [10], đã xác định được cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong cây cá thể và lâm phần Keo lai tính trung bình cho các tuổi và cấp đất như sau:
+ Cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong cây cá thể Keo lai: thân 54,31%, rễ 16,4%, cành 15,16%, lá 8,58%, vỏ 5,54%.
+ Cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong lâm phần Keo lai: đất rừng chiếm 67,74%, tầng cây gỗ 27,58%, tầng cây bụi thảm tươi chiếm 1,48% và vật rơi rụng chiếm 3,2%.
1.2.3. Nghiên cứu rừng trạng thái IIb
Ở Việt Nam, vấn đề nghiên cứu khả năng hấp thụ C02 của rừng phục hồi, trong đó có rừng phục hồi sau khai thác kiệt trạng thái IIb còn ít được thực hiện, các nghiên cứu trước đó có liên quan tới rừng phục hồi sau khai thác kiệt mới chỉ quan tâm nghiên cứu cấu trúc rừng, có thể kể tới một số công trình nghiên cứu sau:
Ngô út (2010), khi tiến hành nghiên cứu cấu trúc rừng phục hồi vùng Đông Nam Bộ đã thu được một số kết quả sau:
* Cấu trúc tầng thứ: Tại khu vực Tây Ninh rừng non phục hồi có kết cấu đơn giản, gồm 3 tầng: Tầng cây gỗ, tầng cây bụi và tầng thảm tươi, trong đó mật độ trung bình của tầng cây gỗ vào khoảng 1.107 cây/ha. Tương tự như vậy, tại khu vực tỉnh Đồng Nai, Bình phước kết cấu rừng gồm 3 tầng: tầng cây gỗ, tầng cây bụi và thảm tươi, điểm khác biệt giữa các khu vực đó là các chỉ tiêu số lượng, chất lượng rừng như: tổ thành loài cây ưu thế, mật độ lâm phần, độ cao bình quân tầng cây cao,... do sự khác biệt về điều kiện lập địa giữa các địa phương.
* Cấu trúc tổ thành:Kết quả nghiên cứu ở các khu vực Tây Ninh, Đồng Nai, Bình Phước, Bà Rịa - Vũng Tàu cho thấy:
- Tổ thành loài cây ưu thế của khu vực nghiên cứu thường có từ 4 - 6 loài với mức độ quan trọng IV% biến động từ 52 - 63%. Các loài thường gặp ở các khu vực này là Trường, Trâm, Thành ngạnh với số lượng đáng kể và xuất hiện một số lượng ít loài cây gỗ lớn, ưa sáng và có giá trị kinh tế thuộc họ Dầu như Chò chai, Sến cát, Sao đen, Làu táu,…
- Số lượng loài trên một đơn vị diện tích là khá lớn dao động từ 30 - 35 loài trên 2.500 m2. Bên cạnh những loài tiên phong ưa sáng còn có những loài cây nửa chịu bóng của trạng thái rừng nguyên sinh và thứ sinh như: Trường, Re, Gội,…
- Trải qua quá trình chặt chọn lâu dài, tỷ lệ các loài cây theo mục đích kinh doanh của khu vực Đông Nam Bộ bị suy giảm mạnh, tổ thành rừng phần lớn là những loài cây kém giá trị kinh tế và ưa sáng không hoàn toàn, đặc trưng cho trạng thái rừng phục hồi của khu vực là những loài như: Thẩu tấu, Lòng mang, Thành ngạnh, Máu chó,…là những loài cây ưa sáng ở giai đoạn đầu trong quá trình diễn thế sinh thái.
Rừng phục hồi IIB có cấu trúc tổ thành loài cây khá đa dạng, chủ yếu là các cây ưa sáng, mọc nhanh, giá trị kinh tế không cao. Tác giả Nguyễn Bạch Đằng (2000), đã chỉ dẫn một số tổ thành của các trạng thái rừng phục hồi như: Các loài có mặt trong rừng phục hồi sau khai thác kiệt như; Dẻ (các loại), Trám., Trâm, Dung, Côm, Bời lời, Vối thuốc,... Không phải lặp lại tất cả các loài cây nguyên sinh là những cây trung gian giữa thực vật ưa ẩm và khô hạn, còn Thẩu tấu và Thành ngạnh là thực vật ưa hạn, các loài trên cho thấy khả năng phục hồi lại rừng là lớn, tuy nhiên đã hoàn toàn vắng mặt các cây lá kim. Thành phần thực vật rừng phục hồi dù có một số loài chịu hạn, song những loài sinh thái cơ bản vẫn chiếm ưu thế. Theo báo cáo đánh giá tái sinh phục hồi rừng trên đất trống đồi núi trọc toàn quốc Nguyễn Bạch Đằng (2000), đã đưa ra một bức tranh khá tổng thể về rừng phục hồi ở Việt Nam. Nhìn chung, rừng phục hồi cũng mang đầy đủ những đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên nói chung và đặc điểm riêng của rừng phục hồi IIb. Rừng phục hồi IIb được quy định cụ thể tại Qui phạm Thiết kế Kinh doanh rừng, QPN 6 - 84 có sửa đổi. Rừng phục hồi sau khai thác kiệt, phần lớn kiểu này bao gồm những quần thụ non với những loài cây tương đối ưa sáng, thành phần loài