4.1.2.1. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ của rừng trồng Mỡ ở tuổi 4 và 10
Sinh khối của quần thể đƣợc tạo nên từ sinh khối của các cây cá lẻ khác nhau, mỗi cây cá lẻ có thể tạo nên những đặc trƣng nhất định cho quần thể mà chúng đóng góp vào sinh khối. Sinh khối cây cá lẻ là một chỉ tiêu biểu thị sinh trƣởng, tăng trƣởng của cây rừng, là kết quả của quá trình tổng hợp vật chất hữu cơ trong cây, cây sinh trƣởng nhanh có đƣờng kính và chiều cao lớn thì cho sinh khối lớn, ngƣợc lại cây sinh trƣởng chậm có đƣờng kính và chiều cao thấp thí sinh khối thấp. Vì vậy sinh khối cây luôn có quan hệ chặt chẽ với đƣờng kính và chiều cao của cây.
Sinh khối của cây rừng tập trung chủ yếu ở các bộ phận trên và dƣới mặt đất. Sinh khối trên mặt đất bao gồm sinh khối thân, cành, lá, và hoa quả, Sinh khối dƣới mặt đất chính là sinh khối tƣơi phần của rễ cây. Tuy nhiên đối tƣợng nghiên cứu là rừng ở độ tuổi còn nhỏ nên phần sinh khối hoa và quả là không đáng kể nên phần sinh khối này đƣợc tính cùng với sinh khối lá. Kết quả nghiên cứu sinh khối đƣợc tiến hành trên 6 OTC điển hình cho mỗi độ tuổi đƣợc thể hiện ở bảng sau:
Bảng 4.3. Cấu trúc sinh khối tƣơi cây cá lẻ rừng trồng Mỡ ở tuổi 4 và 10
Tuổi OTC Thân
(%) Cành (%) Lá (%) Rễ(%) Tổng kg/cây 4 1 39,00 20,28 28,86 11,86 12,82 2 40,41 19,17 22,28 18,13 11,72 3 41,67 18,06 25,00 15,28 10,70 TB 40,36 19,17 25,3 15,09 11,04 10 4 53,93 17,41 13,1 15,56 64,90 5 49,38 18,52 12,55 19,55 58,61
cùng một độ tuổi thì sinh khối cây cá lẻ có sự khác biệt nhỏ. Sự khác biệt này là do các cây mọc ở các vị trí khác nhau, do vậy có khác nhau về mặt không gian dinh dƣỡng nên tốc độ sinh trƣởng của các cây có sự khác nhau. Thƣờng thì những cây ở vị trí chân đồi có các chỉ tiêu sinh trƣởng và sinh khối cao hơn những cây ở các vị trí khác. Sinh khối cây cá lẻ ở tuổi 4 dao động từ 10,7 –12,82 kg/cây, trung bình là 11,04kg/cây. Sinh khối cây cá lẻ ở tuổi 10 biến động từ 52,33 - 64,9kg/cây, trung bình là 58,61kg/cây. Quá trình tích lũy sinh khối tƣơi theo thời gian của cây cá lẻ theo độ tuổi đƣợc minh họa bằng Hình 4.1.
Hình 4.1. Biểu đồ sinh khối tƣơi cây cá lẻ theo tuổi
* Về cấu trúc sinh khối tƣơi cây cá lẻ: Cấu trúc sinh khối tƣơi cây cá lẻ Mỡ bao gồm 4 phần là thân, cành, lá và rễ. Sinh khối tập trung chủ yếu ở phần thân sau đó đến phần rễ, cành và thấp nhất là phần lá. Cụ thể nhƣ sau:
+ Tuổi 4: Sinh khối phần thân chiếm 40,36%; rễ chiếm 15,09%; cành chiếm 19,17% và lá chiếm 25,3% (xem Hình 4.2).
Hình 4.2. Tỉ lệ sinh khối tƣơi của các bộ phận cây cá lẻ Mỡ tuổi 4
Hình 4.3. Tỉ lệ sinh khối tƣơi của các bộ phận cây cá lẻ Mỡ tuổi 10
+ Tuổi 10: Sinh khối thân chiếm 52,05%; rễ chiếm 16,49%; cành chiếm 17,61% và lá chiếm 13,84% (xem Hình 4.3).
Nhƣ vậy, sinh khối cây cá lẻ tập trung chủ yếu ở phần thân cây sau đó đến phần rễ cây, cành cây và thấp nhất là phần lá của cây. Cùng với sự tăng lên của tuổi thì tỷ lệ phần trăm sinh khối thân cây cũng tăng lên trong khi tỷ lệ này của rễ, cành
Sinh khối tƣơi của cây rừng là trọng lƣợng tƣơi của cây rừng trên một đơn vị diện tích thƣờng tính bằng tấn/ha. Sinh khối của lâm phần không những phụ thuộc vào điều kiện nơi mọc, tuổi mà còn phụ thuộc và mật độ lâm phần. Kết quả cụ thể về sinh khối tƣơi của lâm phần đƣợc tổng hợp ở Bảng 4.4.
Bảng 4.4: Sinh khối tƣơi của rừng trồng Mỡ ở các tuổi 4 và 10
Tuổi Mật độ Trên mặt đất Dƣới mặt đất Tổng (tấn/ha) Thân (tấn/ha) Cành (tấn/ha) Lá (tấn/ha) Tổng tấn/ha % tấn/ha % 4 1660 7.397 3.513 4.637 18.312 84.9 2.765 15.1 21.077 10 1500 45.760 15.482 12.167 87.906 85.5 14.497 14.5 102.403
Bảng 4.4. cho thấy, lƣợng sinh khối tƣơi biến động rất lớn giữa các bộ phận (thân, cành, lá, rễ). Bộ phận thân có sinh khối cao nhất, đạt 7,397 tấn/ha ở tuổi 4, và ở tuổi 10 đạt 45,76 tấn/ha; sau đó là bộ phận cành đạt sinh khối 3,513 tấn/ha ở tuổi 4, đạt 15,482 tấn ở tuổi 10; bộ phận rễ ở cấp tuổi 4 đạt 2.765 tấn/ha, cấp tuổi 10 đạt 14,497 tấn/ha; và bộ phận lá có sinh khối 4,637 tấn/ha, 12,167 tấn/ha tƣơng ứng với các tuổi 4 và 10.
Nhìn chung, sự chênh lệch về trữ lƣợng sinh khối tƣơi giữa các tuổi là rất lớn giữa tuổi 4 và tuổi 10, cụ thể; 21,077 tấn/ha với mật độ 1660 cây ở tuổi 4; 102,403 tấn/ha với mật độ 1500 cây/ha ở tuổi 10.
So sánh với kết quả nghiên cứu về sinh khối của rừng Mỡ trồng thuần loài cấp tuổi 10 của tác giả Lý Thu Huỳnh (2007) ở Tuyên Quang và Phú Thọ cho thấy sinh khối tƣơi ở tuổi 10 của rừng trồng trồng Mỡ ở khu vực Chợ Đồn, Bắc Kạn cao hơn (ở Tuyên Quang là 67,203tấn/ha, ở Phú Thọ là 67,803tấn/ha còn ở Chợ Đồn - Bắc Kạn là 102,403tấn/ha). Điều này cho thấy khả năng sinh trƣởng của lâm phần Mỡ
4.2.1. Sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Mỡ ở các tuổi 4 và 10
Sinh khối khô của thực vật là khối lƣợng vật chất khô kiệt sau khi đƣợc sấy trong phòng thí nghiệm ở nhiệt độ nào1050C và thời gian 6-8 giờ. Sinh khối khô của cây cá lẻ Mỡ bao gồm sinh khối khô của thân, cành, lá và rễ của cây. Nhƣ vậy, sinh khối khô của các bộ phận là sinh khối tƣơi trừ đi hàm lƣợng nƣớc trong các bộ phận đó.
Với 3 cây mẫu cho mỗi OTC đƣợc tiến hành chặt hạ đo đếm sinh khối tƣơi sau đó đem sấy khô kiệt của 18 cây mẫu. Kết quả xác định hàm lƣợng nƣớc cây cá lẻ Mỡ ở các tuổi nghiên cứu đƣợc tổng hợp ở Bảng 4.5
Bảng 4.5: Tính toán ẩm độ theo từng bộ phận của cây cá lẻ rừng trồng Mỡ ở các tuổi 4 và 10
Tuổi Trên mặt đât (%) Dƣới mặt
đất (%) Ghi chú
Thân Cành Lá
4 61,34 59,76 65,98 68,92
10 56,94 54,07 58,66 59,28
Bảng 4.5 cho thấy hàm lƣợng nƣớc trong sinh khối của các bộ phận chiếm tỷ trọng khá lớn, đặc biệt là ở bộ phận lá cây chiếm 65,98% ở tuổi 4 và chiếm 58,66% ở tuổi 10. Nhìn vào bảng tính ẩm độ trên ta thấy, với 2 cấp tuổi nghiên cứu thì tổng thể hàm lƣợng nƣớc giảm dần theo tuổi.
Sau khi tách nƣớc, tỷ lệ sinh khối khô của bộ phận trên và dƣới mặt đất có sự thay đổi so với tỷ lệ sinh khối tƣơi vì ẩm độ trong các bộ phận của cây là khác nhau.
Tuổi OTC Trên mặt đất Dƣới mặt đất Tổng (Kg) Tỷ lệ dƣới/trên Thân Cành Lá Trên mặt đất Rễ Kg % Kg % Kg % Kg Kg % 4 1 1,70 43,96 0,60 15,48 1,07 27,54 3,37 86,98 0,50 13,02 3,87 0,25 2 1,71 38,30 1,46 32,70 0,78 17,51 3,96 88,51 0,51 11,49 4,47 0,33 3 1,31 45,51 0,69 23,88 0,45 15,45 2,45 84,84 0,44 15,15 2,88 0,28 TB 1,58 42,59 0,92 24,02 0,77 20,17 3,26 86,78 0,49 13,22 3,74 0,28 10 1 14,97 55,32 4,87 17,99 3,31 12,24 23,14 85,55 3,91 14,45 27,05 0,31 2 10,53 49,02 4,34 20,23 2,57 11,95 17,44 81,2 4,04 18,80 21,47 0,32 3 11,32 52,23 3,95 18,22 3,44 15,88 18,71 86,33 2,96 13,67 21,67 0,31 TB 12,27 52,19 4,39 18,81 3,106 13,36 19,76 84,36 3,64 15,64 23,40 0,31
Bảng 4.6 cho thấy trọng lƣợng sinh khối khô của cây cá lẻ có sự khác biệt giữa các tuổi. Ở tuổi 4 có mức độ tƣơng đối đồng đều hơn từ 2.88- 4.47kg/cây. Sự dao động này tăng lên theo độ tuổi, từ 21.67kg – 27.05kg/cây ở tuổi 10.
Về cấu trúc sinh khối khô các bộ phận cây cá lẻ rất khác nhau. Sinh khối khô tập trung chủ yếu ở phần thân cây, sau đó đến phần cành cây, rễ cây và thấp nhất là ở phần lá của cây. Cụ thể:
+ Tuổi 4: Sinh khối thân chiếm tỷ lệ 42,59% tổng sinh khối của cây cá lẻ, trong khi đó sinh khối cành chiếm 20,17%, sinh khối lá chiếm 24,02% và sinh khối rễ chiếm 13,22% tổng sinh khối.
+ Tuổi 10: Sinh khối thân chiếm tỷ lệ rất lớn trong tổng sinh khối của cây cá lẻ trong khi đó sinh khối lá chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, cụ thể: Sinh khối thân chiếm 52,19% trong tổng sinh khối, sinh khối cành chiếm 18,81%, sinh khối rễ chiếm 15,64% và sinh khối lá là 13,36%.
Nhƣ vậy có thể thấy sinh khối khô của cây cá lẻ tăng mạnh ở tuổi 10 . Ở tuổi 4 sinh khối khô của cây cá lẻ đạt trung bình là 3,34kg/cây, nhƣng sang đến tuổi 10 đã đạt đến 23,4kg/cây. Cùng với tuổi tăng lên thì sinh khối của phần thân cây cũng tăng lên, tuy nhiên sinh khối của các phần khác của cây giảm đi. Điều này đƣợc thể hiện rõ qua các biểu đồ sau:
Hình 4.4. Biểu đồ cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Mỡ tuổi 4
4.2.2. Cấu trúc sinh khối khô lâm phần rừng trồng Mỡ ở các tuổi 4 và 10
Sinh khối khô của lâm phần là trọng lƣợng khô kiệt của cây trên một đơn vị diện tích (tính bằng tấn/ha). Đề tài đã tiến hành chặt hạ đo đếm sinh khối tƣơi sau đó đem sấy khô kiệt của 18 cây mẫu, tổng số mẫu đem sấy là 72 mẫu cho các bộ phận thân, cành, lá và rễ của cây sau đó từ các cây cá lẻ tính trung bình cho toàn lâm phần theo mật độ của từng cấp tuổi. Kết quả xác định sinh khối khô cho các lâm phần theo 2 độ tuổi đƣợc tổng hợp ở bảng sau:
Bảng 4.7. Cấu trúc sinh khối khô lâm phần rừng trồng Mỡ tuổi 4 và 10
Tuổi Mật độ Trên mặt đất Dƣới mặt đất Tổng (tấn/ha) Thân (tấn/ha) Cành (tấn/ha) Lá (tấn/ha) Tổng Tấn/ha % Tấn/ha % 4 1660 2,623 1.527 1,278 5,428 86,97 0,813 13,03 6,242 10 1500 18,405 6,585 4,659 29,649 84,45 5,460 15,55 35,109
Bảng 4.7 chỉ ra rằng thân là bộ phận chiếm sinh khối cao nhất tƣơng ứng là 2,623tấn/ha, 18,405tấn/ha ở các tuổi 4 và 10. Ở tuổi 4 tiếp đến phần sinh khối khô của cành chiếm tỷ trọng thứ 2 sau sinh khối thân sau đó đến sinh khối rễ và sinh khối lá. Còn ở tuổi 10 thì sau sinh khối thân là sinh khối cành, tiếp đến là sinh khối rễ và thấp nhất là sinh khối lá. Tổng sinh khối khô của lâm phần ở tuổi 4 đạt 6,242tấn/ha, tuổi 10 đạt 35,109tấn/ha (xem Hình 4.6). Nhƣ vậy, sinh khối khô lâm phần Mỡ tăng mạnh trong giai đoạn tuổi 4 đến tuổi 10 từ 6.242tấn/ha lên 35.109 tấn/ha.
Ở cả 2 tuổi nghiên cứu thì cấu trúc sinh khối khô dƣới mặt đất (sinh khối rễ) có xu hƣớng tăng dần theo sự tăng lên của tuổi cây. Cụ thể ở tuổi 4 sinh khối rễ chiếm 13,22%, và tuổi 10 chiếm 15,64% tổng sinh khối khô cây cá lẻ.
Hình 4.6. Biểu đồ sinh khối khô lâm phần rừng trồng Mỡ ở tuổi 4 và 10
So sánh với kết quả nghiên cứu về sinh khối của rừng Mỡ trồng thuần loài cấp tuổi 10 của tác giả Lý Thu Huỳnh (2007) ở Tuyên Quang và Phú Thọ cho thấy sinh khối khô ở tuổi 10 của rừng trồng trồng Mỡ ở khu vực Chợ Đồn, Bắc Kạn cao hơn (ở Tuyên Quang là 27,978 tấn/ha, ở Phú Thọ là 27,063 tấn/ha còn ở Chợ Đồn _ Bắc Kạn là 31, 590tấn/ha). Điều này cho thấy khả năng sinh trƣởng của lâm phân Mỡ trồng thuần loài ở Chợ Đồn nhanh hơn so với các tỉnh Tuyên Quang và Phú Thọ [7].
4.3. Trữ lƣợng CO2 tích lũy trong sinh khối rừng trồng Mỡ ở tuổi 4 và 10
4.3.1. Cấu trúc Carbon tích lũy trong cây cá lẻ ở tuổi 4 và 10
Kết quả nghiên cứu về lƣợng carbon tích lũy trong cây cá lẻ đƣợc thể hiện ở Bảng 4.8.
Bảng 4.8. Lƣợng CO2 tích lũy trong cây cá lẻ rừng trồng Mỡ ở tuổi 4 và 10
Tuổi OTC Thân Cành Lá Rễ Tổng
(kg/cây) Kg % kg % Kg % Kg % 4 1 0,85 43,93 0,535 27,65 0,25 12,92 0,3 15,50 1,94 2 0,855 38,34 0,39 17,49 0,255 11,43 0,73 32,74 2,23 3 0,655 45,33 0,225 15,57 0,22 15,22 0,35 23,88 1,45 TB 0,79 42,53 0,38 20,24 0,242 13,19 0,46 24,04 1,87 10 1 7,485 55,32 2,435 18,00 1,655 12,23 1,955 14,45 13,53 2 5,265 49,02 2,17 20,20 1,285 11,96 2,02 18,81 10,74 3 5,66 52,24 1,975 18,23 1,72 15,87 1,48 13,66 10,84 TB 6,14 52,19 2,19 18,81 1,55 13,36 1,82 15,64 11,70
Về lƣợng carbon tích lũy trong cây cá lẻ, khi tuổi cây tăng lên thì lƣợng carbon tích lũy trong cây cũng tăng lên. Xét trong cùng một tuổi, lƣợng carbon trong sinh khối của các cây cá lẻ có sự dao động nhỏ. Tuổi càng lớn thì sự dao động về lƣợng carbon tích lũy trong cây cá lẻ cũng tăng theo. Cụ thể lƣợng carbon tích lũy trong cây cá lẻ dao động không lớn ở tuổi 4 từ 1,45- 2,23 kg/cây và tăng lên ở tuổi 10 từ 10,84-13,53kg/cây. Lƣợng carbon tích lũy trong cây cá lẻ trung bình cho từng tuổi đƣợc minh họa cụ thể ở Biểu đồ 4.7
Hình 4.7. Biểu đồ lƣợng Carbon tích lũy trong cây cá lẻ rừng trồng Mỡ tuổi 4 và 10
Nhìn chung về lƣợng carbon của cây cá lẻ tăng mạnh từ tuổi 4 đến tuổi 10. Ở tuổi 4 lƣợng carbon của cây cá lẻ đạt trung bình là 1.87kg/cây nhƣng sang đến tuổi 10 lƣợng carbon của cây cá lẻ đã đạt đến 11.7kg/cây.
Về cấu trúc carbon tích lũy trong cây cá lẻ gồm carbon trong thân cây, cành cây, lá và rễ của cây. Cấu trúc lƣợng carbon trong các bộ phận cây cá lẻ rất khác nhau; chủ yếu ở phần thân cây, sau đó đến phần cành và rễ cây, thấp nhất là ở phần lá của cây, cụ thể:
- Tuổi 4: Lƣợng carbon trong thân chiếm tỷ lệ cao nhất, từ 38,34% – 45,33% trung bình đạt 42,53% tổng lƣợng carbon trong cây. Ngƣợc lại lƣợng carbon thấp nhất trong lá cây đạt dao động ở mức 11,45-15,22%, trung bình là 13,19%, trong khi đó lƣợng carbon trong cành cây chiếm tỷ lệ từ 15,57- 27,65%, trung bình 20,24% và trong rễ cây chiếm từ 15.50-32,74%, trung bình chiếm 24,04% tổng lƣợng carbon trong cây cá lẻ (Hình 4.13).
- Tuổi 10: Lƣợng carbon trong thân chiếm tỷ lệ từ 49,02-55,32% trong tổng lƣợng carbon của cây, trung bình cho cả 3OTC là 52,19%; tiếp đến là lƣợng carbon trong cành của cây chiếm tỷ lệ từ 18-20,2%, trung bình là
18,81%; trong rễ của cây lƣợng carbon chiếm 13,66-18,81%, trung bình là 15,64% và lá của cây vẫn là bộ phận tích lũy carbon thấp nhất, tỷ lệ này chiếm từ 11,96-15,87% trong tổng lƣợng carbon của cây (Hình 4.14).
Hình 4.8. Cấu trúc CO2 giữa các bộ phận trong cây cá lẻ rừng trồng Mỡ thuần loài tuổi 4
Hình 4.9. Cấu trúc carbon giữa các bộ phận trong cây cá lẻ rừng trồng Mỡ thuần loài tuổi 10
4.3.2. Cấu trúc carbon lâm phần rừng trồng Mỡ ở tuổi 4 và 10
Trữ lƣợng carbon tích lũy trong lâm phần là tổng lƣợng carbon của cây trên một đơn vị diện tích (tính bằng tấn/ha). Kết quả xác định carbon cho các lâm phần theo 2 độ tuổi đƣợc tổng hợp ở bảng dƣới đây:
Bảng 4.9. Cấu trúc carbon lâm phần rừng trồng Mỡ tuổi 4 và 10
Tuổi Mật
độ
Trên mặt đất (tấn /ha) Dƣới mặt
đất (tấn/ha) Tổng (tấn /ha) Thân Cành Lá Tổng trên mặt đất Rễ tấn % Tấn % Tấn % Tấn % Tấn % 4 1660 1,306 42,07 0,636 20,50 0,401 12,92 2,343 75,49 0,761 24,51 3,104 10 1500 9,205 52,44 3,290 18,74 2,330 13,27 14,825 84,46 2,728 15,54 17,553
Từ số liệu nghiên cứu trong bảng trên cho thấy lƣợng CO2 tập trung chủ yếu ở bộ phận trên mặt đất, chiếm 75,49% ở cấp tuổi 4 với trữ lƣợng 2,343