Chương 4 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.5. Nghiên cứu lượng carbon tích lũy trong cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng và
4.5.2. Nghiên cứu lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng
4.5.2.1. Cấu trúc lượngcarbon tích lũy trong vật rơi rụng
Từ số liệu carbon tích lũy trong vật rơi rụng của 48 OTC trên 4 cấp đất và các cấp tuổi khác nhau. Đề tài tiến hành tính tốn carbon trung bình cho các OTC trong cùng một cấp đất và cấp tuổi được thể hiện ở bảng 4.24.
Bảng 4.24: Cấu trúc lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng
Đơn vị: Kg/ha
Cấp đất Số OTC Tuổi N (Cây/ha) Carbon tích lũy trong
VRR (Kg) I 1 6 1090 4.337 1 8 1480 3.012 6 10 1035 1.766 2 12 1050 2.434 2 16 1095 2.261 II 3 8 1224 2.200 2 10 1085 2.172 6 12 890 2.093 1 14 1130 2.159 III 2 8 1795 2.764 1 10 700 3.193 6 12 747 2.707 3 14 1027 2.846 IV 1 10 1480 1.652 1 14 1310 2.575 6 16 1285 2.033 4 18 758 2.350
Nhận xét: Lượng carbon tích luỹ trong vật rơi rụng trên 1ha rừng Mỡ trồng dao động trong khoảng 1.652 - 4.337 kg/ha và trên các cấp đất khác nhau có sự sai khác đáng kể, cụ thể: Cấp đất I, lượng carbon tích luỹ trong vật
rơi rụng là 1.766 - 4.337 kg/ha, trung bình là 3.052 kg/ha; cấp đất II, lượng
carbon tích luỹ trong vật rơi rụng là 2.093 - 2.200 kg/ha, trung bình là 2.147 kg/ha; cấp đất III, lượng carbon tích luỹ trong vật rơi rụng từ 2.707 - 3.193 kg/ha, trung bình là 2.950 kg/ha; cấp đất IV, lượng carbon tích luỹ trong vật rơi rụng từ 1.652- 2.575 kg/ha, trung bình là 2.114 kg/ha.
4.5.2.2. Mối quan hệgiữa lượngcarbon với sinh khối khô vật rơi rụng
Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa carbon với sinh khối khô vật rơi rụng thể hiện ở bảng sau:
Bảng 4.25: Mối quan hệ giữa lượng carbon với sinh khối khơ vật rơi rụng Cấp đất Phương trình lập được P.T R S Sig.F Sig.Ta1
I lnCrr= -0,0550 + 0,9399.lnPrrk 4.83 0,99 0,0941 0,000 0,000
II lnCrr= -0,3947 + 0,9772.lnPrrk 4.84 0,99 0,0457 0,000 0,000
III lnCrr= -0,3311 + 0,9691.lnPrrk 4.85 0,99 0,0638 0,000 0,000
IV lnCrr= -0,4383 + 0,9796.lnPrrk 4.86 0,93 0,0859 0,000 0,000
Chung lnCrr= -0,1819 + 0,9516.lnPrrk 4.87 0,99 0,0734 0,000 0,000
Qua bảng 4.25 cho thấy: Cũng giống như cây cá lẻ và cây bụi thảm tươi, giữa carbon với sinh khối khô vật rơi rụng thực sự tồn tại mối quan hệ với nhau
ở dạng phương trình lnCrr = a0 + a1.lnPrrk. Các mối quan hệ này đều ở mức rất
chặt chẽ (R > 0,9) với các sai tiêu chuẩn rất thấp. Hệ số xác định và các hệ số hồi quy của các phương trìnhđều tồn tại (Sig.F = 0,000; Sig.Ta1= 0,000).
Từ kết quả này, có thể xác định lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng của rừng trồng Mỡ qua sinh khối khô trên từng cấp đất. Ngay cả khi
chưa biết cấp đất cũng có thể xác định lượng carbon tích lũy trong vật rơi
4.5.3. Nghiên cứu lượng carbon tích lũy trong đất rừng
Mặc dù hầu hết carbon được hấp thụ bởi các hệ sinh thái trên mặt đất nhưng hơn một nửa số này sẽ được chuyển xuống đất thông qua quá trình phân huỷxác hữu cơ, tiết dịch của rễ cây…Vì vậy, nghiên cứu về hàm lượng carbon tích luỹ trong đất là rất quan trọng trong việc xác định lượng carbon hấp thụbởirừng trồng.
Kết quả tính tốn hàm lượng carbon trong đất cho từng ơ tiêu chuẩn
được trình bày cụ thể ở phụ biểu... Dưới đây là bảng tổng hợp kết quả tính tốn hàm lượng carbon trong đất theo cấp đất và cấp tuổi của 48 ô tiêu chuẩn.
Bảng 4.26: Cấu trúc lượng carbon trong đất rừng theo cấp đất và tuổi
Đơn vị: Kg/ha
Cấp đất Số OTC Tuổi N (Cây/ha) Hàm lượng Carbon
kg/ha I 1 6 1090 38.300 1 8 1480 27.000 6 10 1035 33.733 2 12 1050 33.750 2 16 1095 54.850 II 3 8 1224 43.867 2 10 1085 39.900 6 12 890 46.267 1 14 1130 26.600 III 2 8 1795 37.200 1 10 700 23.800 6 12 747 40.383 3 14 1027 37.067 IV 1 10 1480 31.500 1 14 1310 31.000 6 16 1285 36.883 4 18 758 34.300
Nhận xét:
Carbon trong đất rừng chiếm một lượngrất lớn trong tổng lượng carbon
của lâm phần Mỡ và dao động trong khoảng 23.800 - 54.850 kg/ha.
Trong các cấp đất và cấp tuổi khác nhau, lượng carbon tích luỹ trong
đất dao động khá lớn. Điều này có thể giải thích là do lượng carbon tích luỹ trong đất phụ thuộc rất lớn vào nguồn gốc đất trồng rừng, mà Mỡ là cây lâm
nghiệp địi hỏi mọc trên đất cịn tính chất đất rừng. Vì vậy đường carbon cơ sở của thảm thực vật trước khi trồng rừng sẽ rất lớn. Ngoài ra lượng carbon
trong đất còn phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu (nhiệt độ, lượng mưa), đặc điểm đất đai, lượng vật rơi rụng chuyển thành chất hữư cơ, mật độ tầng cây
gỗ, đặc điểm tầng cây bụi thảm tươi, các biện pháp tác động vào rừng,... Carbon tích lũy trong đấttheo các cấp đất như sau:
+ Cấp đất I, carbon dao động trong khoảng 27.000 - 54.850 kg/ha.
Carbon đạt cao nhất ở cấp tuổi 16, thấp nhất ở cấp tuổi 8. Trung bình đạt
37.527 kg/ha.
+ Cấp đất II: Carbon dao động trong khoảng 26.600 - 46.267 kg/ha, trung bìnhđạt 39.158 kg/ha. Carbon đạt cao nhất ở cấp tuổi 12 và thấp nhất ở cấp tuổi 14.
+ Cấp đất III: Carbon dao động trong khoảng 23.800- 40.383 kg/ha, trung bìnhđạt 34.613 kg/ha. Carbon đạt cao nhất ở tuổi 12 và thấp nhất ở cấp tuổi 10.
+ Cấp đất IV: Carbon dao động trong khoảng 31.000 - 36.883 kg/ha, trung bìnhđạt 33.421 kg/ha. Carbon đạt cao nhất ở cấp tuổi 16 và thấp nhất ở
cấp tuổi 14. Nhìn chung carbon trong đất ở cấp đất IV biến động khơng lớn
4.6. Nghiên cứu tổng lượng carbon tích lũy trong rừng Mỡ
4.6.1. Cấu trúc tổng lượng carbon tích lũy trong lâm phần
Tổng lượng carbon tích lũy trong lâm phần Mỡ gồm carbon trong tầng cây gỗ, carbon trong cây bụi thảm tươi, carbon trong vật rơi rụng và carbon
trong đất rừng.Kết quả tính tốn tổng lượng carbon trong lâm phần rừng trồng
Mỡ được thể hiện ở bảng 4.27.
Bảng 4.27: Hàm lượng carbon tích lũy trong lâm phần
Đơn vị: Kg/ha Cấp đất Số OTC Cấp Tuổi Mật độ
Tổng hàm lượng carbon trong lâm phần
Tầng cây gỗ Cây bụi
thảm tươi Vật rơi rụng Đất rừng Tổng Kg % Kg % Kg % Kg % Kg I 1 6 1.090 10.609 19 1.568 2,86 4.337 7,91 38.300 70 54.814 1 8 1.480 17.073 36 1.001 2,08 3.012 6,26 27.000 56 48.086 6 10 1.035 19.397 33 1.171 2,38 1.766 3,47 33.733 61 56.068 2 12 1.050 31.958 47 323 0,47 2.434 3,59 33.750 49 68.465 2 16 1.095 86.931 60 999 0,73 2.261 1,56 54.850 38 145.041 II 3 8 1.224 11.431 20 896 1,50 2.200 3,85 43.867 75 58.395 2 10 1.085 19.609 30 1.006 2,01 2.172 4,10 39.900 64 62.688 6 12 890 24.658 34 1.156 1,59 2.093 3,37 46.267 61 74.175 1 14 1.130 38.634 57 128 0,19 2.159 3,20 26.600 39 67.521 III 2 8 1.795 15.422 24 1.284 2,23 2.764 4,84 37.200 66 56.670 1 10 700 12.551 31 1.389 3,39 3.193 7,80 23.800 58 40.933 6 12 747 20.704 31 1.341 2,16 2.707 4,49 40.383 62 65.136 3 14 1.027 32.876 45 764 1,06 2.846 3,77 37.067 51 73.553 IV 1 10 1.480 15.696 32 794 1,60 1.652 3,33 31.500 63 49.642 1 14 1.310 26.793 44 132 0,22 2.575 4,26 31.000 51 60.501 6 16 1.285 28.990 41 419 0,78 2.033 3,21 36.883 55 68.325 4 18 7.58 20.105 34 1.531 2,60 2.350 4,06 34.300 60 58.286 Nhận xét:
- Tổng lượng carbon tích lũy trong một ha rừng trồng mỡ là rất lớn và
trung vào carbon trong đất: 38 - 75% (trung bình là 58%) và tầng cây gỗ là 19- 60% (trung bình 36%), tiếp theo là carbon trong vật rơi rụng 1,56- 7,91% (trung bình 4%) và carbon trong cây bụi thảm tươi 0,21 - 3,25% (trung bình 2%). Hình ảnh trực quan về cấu trúc carbon các bộ phận trong tổng carbon lâm
phần được thể hiện qua biểu đồ biểu đồ hình 4.9.
Đất rừng 58% Tầng cây gỗ 36% Vật rơi rụng 4% Cây bụi, thảm tươi 2%
Hình 4.9: Biểu đồ tổng lượng carbon tích lũy tồn lâm phần
- Trong cùng một cấp đất, khi tuổi lâm phần tăng lên thì carbon trong lâm phần cũng có xu hướng tăng theo. Tuy nhiên, khơng hồn tồn theo quy luật này. Ví dụ như ở cấp đất I, carbon ở cấp tuổi 8 lại thấp hơn so với carbon
ở cấp tuổi 6. Ở cấp đất II, carbon ở cấp tuổi 14 lại nhỏ hơn cấp tuổi 12. Ở cấp đất III, carbon ở cấp tuổi 10 lại nhỏ hơn cấp tuổi 8. Có thể lý giải nguyên
nhân của hiện tượng này là do carbon toàn lâm phần phụ thuộc rất lớn vào
carbon trong đất và carbon trong tầng cây gỗ, trong khi lượng carbon trong đất lại phụ thuộc vào carbon đường cơ sở trước khi trồng rừng và mật độ tầng
cây gỗ lại thay đổi tuỳ thuộc vào tác động của con người, bên cạnh đó tổng carbon lâm phần cịn phụ thuộc vào carbon tầng cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng, khả năng phân hủy chất hữu cơ của các vi sinh vật....
- Trong cùng một cấp tuổi, tổng carbon toàn lâm phần ở các cấp đất khác nhau rất khác nhau. Cấp đất I: Tổng carbon lâm phần dao động từ 48.086 - 145.041 kg/ha ứng với cấp tuổi từ 6 đến 16. Cấp đất II: Tổng carbon
lâm phần dao động từ 58.395 - 74.175 kg/haứng với các cấp tuổi từ 8 đến 14.
Cấp đất III: Tổng carbon lâm phần dao động từ40.933 - 73.553 kg/ha ứng với
cấp tuổi từ 8 - 14. Cấp đất IV: Tổng carbon lâm phần dao động từ 49.642 - 68.325 kg/haứng với cấp tuổi từ 10-18.
4.6.2. Mối quan hệ tổng carbon toàn lâm phần với các nhân tố điều tra
Tổng carbon toàn lâm phần là tổng carbon trong tầng cây gỗ, trong cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng và trong đất rừng. Kết quả phân tích mối quan hệ giữa tổng carbon toàn lâm phần với các nhân tố điều tra lâm phần dễ xác định
như D1.3; Hvn; tuổi và mật độ được thể hiện ở bảng 4.28
Bảng 4.28: Mối quan hệ giữa carbon toàn lâm phần với các nhân tố điều tra Cấp
đất phương trình lập được P.T R S Sig.F
Sig. Ta1 Sig. Ta2 I lnCZclp= 4,4558 + 1,3884.lnD1.3+ 0,4722.lnN 4.88 0,81 0,2840 0,008 0,006 0,039 lnCZclp= 6,8439 + 0,4497.lnN + 0,1103.A 4.89 0,88 0,2268 0,001 0,018 0,001 III lnCZclp= 5,3730 + 1,0174.lnD1.3+ 0,4715.lnN 4.90 0,85 0,1632 0,003 0,002 0,005 lnCZclp= 6,6362 + 0,4877.lnN + 0,0892.A 4.91 0,75 0,2015 0,022 0,015 0,018 lnCZclp= 6,8130 + 0,7551.lnHvn+ 0,3587.lnN 4.92 0,71 0,2167 0,043 0,036 0,049 IV lnCZclp= 7,4419 + 0,3962.lnN + 0,0561.A 4.93 0,80 0,1640 0,010 0,003 0,046 Chung cho các cấp đất lnCZclp= 5,9426 + 0,8989.lnD1.3+ 0,4307.lnN 4.94 0,71 0,2234 0,000 0,000 0,000 lnCZclp= 6,5021 + 0,7264.lnHvn+ 0,4092.lnN 4.95 0,75 0,2108 0,000 0,000 0,000 lnCZclp= 7,9041 + 0,3837.lnN + 0,0428.A 4.96 0,62 0,2502 0,000 0,000 0,001
Bảng 4.28 cho thấy giữa tổng carbon toàn lâm phần với các nhân tố điều tra dễ xác định như D1.3; Hvn; mật độ và tuổi có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Các mối quan hệ này đã số đều ở mức tương đối chặt đến chặt với các sai tiêu chuẩn thấp. Các phương trình đều tồn tại vì có Sig.F và Sig.T nhỏ thua 0,05.
Từ kết quả này, người ta có thể xác định nhanh carbon toàn lâm phần rừng trồng Mỡ chỉ với những thao tác đơn giản như xác định D và mật độ hoặc H
và mật độ hoặc tuổi và mật độ trên từng cấp đất. Ngay cả khi chưa biết cấp đất cũng có thể xác định carbon lâm phần thơng qua 3 phương trình 4.94, 4.95 và
4.96 ở bảng trên, tuy nhiên độ chính xác sẽ khơng thể tốt hơn nếu có gắn với
cấp đất. Mặt khác, mặc dù đã thử nghiệm trên nhiều phương trình tương quan khác nhau song kết quả cho thấy không tồn tại mối quan hệ carbon với các nhân tố điều tra lâm phần, tuổi, mật độ ở cấp đất II nên trong trường hợp này nếu tra carbon theo cấp đất thìở cấp đất II là khơng thể áp dụng được.
4.7. Đề xuất một số ứng dụng trong việc xác định sinh khối vàlượng carbon tích lũy rừng trồng Mỡ lượng carbon tích lũy rừng trồng Mỡ
4.7.1. Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối tươi, khô và carbon cây cá lẻMỡ dựa vào các nhân tố điều tra lâm phần Mỡ dựa vào các nhân tố điều tra lâm phần
Để xác định sinh khối tươi, khô và carbon cây cá lẻ Mỡ có thể sử dụng 2 phương pháp sau:
Trường hợp 1: Khi đã biết cấp đất
Khi đã biết cấp đất, để xác định sinh khối tươi, khô và carbon cây cá lẻ,
tiến hành các bước công việc ngoại nghiệp và nội nghiệp cụ thể như sau:
- Lập ô tiêu chuẩn với diện tích 500 hoặc 1000m2.
- Đo đếm tồn bộ đường kính (D1.3) và chiều cao vút ngọn (Hvn) của tất
cả các cây trong lâm phần hay trong ơ tiêu chuẩn.
- Sau đó dựa vào các phương trình tương quan giữa sinh khối, carbon
với các nhân tố điều tra lâm phần để xác định sinh khối và carbon cây cá lẻ.
Các phương trình tương quan để dự đốn các chỉ tiêu sinh khối tươi, khơ và
carbon cây cá lẻ trên 4 cấp đất như sau: - Sinh khối tươi:
+ Cấp đất I: lnPZt= -2,2690 + 2,7457.lnD1.3 + Cấp đất II: lnPZt= -0,0546 + 1,8005.lnD1.3 + Cấp đất III: lnPZt= 0,0258 + 1,7694.lnD1.3
+ Cấp đấtIV: lnPZt= -0,8270 + 2,1673.lnD1.3 - Sinh khối khô:
+ Cấp đất I: lnPZk= -3,0694 + 2,7031.lnD1.3 + Cấp đất II: lnPZk= -1.0044 + 1,8254.lnD1.3 + Cấp đất III: lnPZk= -1,3600 + 2,0107.lnD1.3 + Cấp đấtIV: lnPZk= -4,9455 + 3,5161.lnD1.3 - Carbon: + Cấp dất I: lnCZ = -3,8263 + 2,8837.lnD1.3 + Cấp đất II: lnCZ = -1,5137 + 1,9002.lnD1.3 + Cấp đất III: lnCZ = -1,7458 + 2,0147.lnD1.3 + Cấp đất IV: lnCZ = -3,6616 + 2,8437.lnD1.3
Trường hợp 2: Khi chưa biếtcấp đất
- Khi chưa biết cấp đất, để xác định sinh khối tươi, khô và carbon cây
cá lẻ tiến hành các bước công việc ngoại nghiệp và nội nghiệp cụ thể như sau:
+ Lập ô tiêu chuẩn với diện tích 500 hoặc1000m2.
+ Đo đếm tồn bộ đường kính (D1.3) và chiều cao vút ngọn (Hvn) của tất cả các cây trong lâm phần hay trong ô tiêu chuẩn.
+ Xác định cấp đất (đã trình bày ở phần phương pháp nghiên cứu)
+ Từ cấp đất và chỉ tiêu D1.3cây tiêu chuẩn, xác định sinh khối tươi, khơ và carbon cây cá lẻ Mỡ theo các phương trìnhtương quan của trường hợp 1.
- Nếu trong trường hợp không xác định được cấp đất hoặc khơng cần
xác định cấp đất thì có thể xác định sinh khối và carbon cây cá lẻ Mỡ dựa vào các phương trình tương quan áp dụng chung không phụ thuộc vào cấp đất.
Phương trình đó cụ thể như sau:
+ Sinh khối tươi: lnPZt= -0,7228 + 2,1003.lnD1.3 + Sinh khối khô: lnPZk= -1,8673 + 2,2097.lnD1.3 + Carbon: lnCZ = -2,3327 + 2,2646.lnD1.3
4.7.2. Đề xuất ứng dụng xác định sinh khối và carbon dưới mặt đấtcây cá lẻ Mỡ cây cá lẻ Mỡ
Để xác định sinh khối, carbon dưới mặt đất qua sinh khối , carbon trên
mặt đất cây cá lẻ Mỡ, có thể sử dụng 2 trường hợp sau:
Trường hợp 1: Khi đã biết cấp đất:
Để xác định sinh khối, carbon dưới mặt đất cây cá lẻ Mỡ chỉ cần dựa
vào các phương trình tương quan giữa sinh khối, carbon dưới và trên mặt đất
trên 4 cấp đất như sau - Sinh khối tươi:
+ Cấp đất I: lnP1= 2,2707 + 0,0086.P2 + Cấp đất II: lnP1= 2,2532 + 0,0093.P2 + Cấp đất III: lnP1= 1,9701 + 0,0136.P2 + Cấp đất IV: lnP1= 2,5293 + 0,1948.P2 - Sinh khối khô:
+ Cấp đất I: lnP1= -0,4308 + 0,7354.lnP2 + Cấp đất II: lnP1= 1,1458 + 0,2210.lnP2 + Cấp đất III: lnP1= -0,7657 + 0,7991.lnP2 + Cấp đất IV: lnP1= 0,5911 + 0,4063.lnP2 Với: P1là sinh khối dưới mặt đất cây cá lẻ
P2là sinh khối trên mặt đất cây cá lẻ