CHƯƠNG I: SINH KHỐI RỪNG VÀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM
1.1. Sinh khối thực vật
Vấn đề biến đổi khí hậu đang được nhiều nước trên thế giới và các tổ chức quốc tế quan tâm, đặc biệt là sau khi có Nghị định thư KYOTO và các hội nghị tiếp theo ở BALI Indonesia, Copenhagen Đan Mạch, vấn đề nóng lên của trái đất đang được quan tâm rộng rãi, các nhà khoa học trên thế giới đang tìm kiếm các giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của con người đến quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu. Một trong những giải pháp quan trọng được đề cập đến đó là bảo tồn và phát triển rừng, vì các hoạt động chặt phá rừng, suy thoái rừng đang diễn ra mạnh mẽ nhất là tại các nước đang phát triển, hành động
17
này đã làm tăng đến 17% lượng khí nhà kính và 20% khí thải các bon [76].
Nghị định thư KYOTO đã mở ra triển vọng cho một số nước đang phát triển có thể đóng góp vào việc giảm thiểu tác động biến đổi khí hậu thông qua việc tài trợ cho hoạt động bảo vệ rừng, trồng rừng tại các nước đang phát triển [100]. Các cuộc họp đa phương (Conference of the parties-COP) tại Montreal (COP 11), Bali (COP 13) luôn nhấn mạnh đến việc tìm giải pháp chống tàn phá và suy thoái rừng, đặc biệt COP 15 tại Copenhagen các nước phát triển dẫn đầu là Australia, Pháp, Nhật Bản, Na uy, Vương quốc Anh, và hoa Kỳ đã cam kết hỗ trợ 3,5 tỷ USD cho chương trình giảm phát thải thông qua chống chặt phá rừng và suy thoái rừng (REED+) [43, 76].
Việt Nam cũng là một trong số nước được thế giới quan tâm ủng hộ việc xây dựng các dự án kêu gọi hỗ trợ của các tổ chức quốc tế thông qua Chương trình REDD+, tuy nhiên việc xác định trữ lượng sinh khối và trữ lượng các bon của rừng đang gặp khó khăn do các số liệu điều tra và đánh giá rừng hiện có nhất là tại các nước đang phát triển vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu làm cơ sở để tính toán lượng sinh khối cũng như các bon được trữ trong rừng thông qua các hoạt động trồng và bảo vệ rừng [101]. Việc nghiên cứu tìm ra các giải pháp mới trong việc đánh giá sinh khối rừng đang là vấn đề bức thiết hiện nay không chỉ đối với Việt Nam mà còn trên thế giới nhất là với các nước ở khu vực nhiệt đới có lớp phủ thực vật đa dạng về mặt sinh thái rừng như Việt Nam.
1.1.1. Khái niệm sinh khối thực vật
Sinh khối thực vật được hiểu là khối lượng các vật chất hữu cơ còn sống hay đã chết của thực vật có thể chưa khô (sinh khối tươi), tuy nhiên phổ biến được hiểu là trọng lượng khô của thực vật. Sinh khối thực vật được hình thành, tích lũy thông qua quá trình quang hợp, cây sử dụng năng lượng từ ánh
18
sáng mặt trời để biến khí các bon ních trong khí quyển thành các thành phần của cây như rễ, thân, cành, lá [59].
Hình 1. 1: Các thành phần sinh khối của thực vật
Theo Brown, 1997 [24] sinh khối thực vật được định nghĩa là tất cả các thành phần sống của thực vật ở trên mặt và dưới mặt đất cả cây bụi, cây non, bao gồm cành, lá, vỏ cây và các thực vật đã chết (Hình 1.1) và được biểu thị bằng đơn vị là tấn hoặc megagram. Sinh khối thực vật bao gồm [22]:
- Sinh khối trên bề mặt đất: Tất cả những phần sinh khối đang sống phía trên mặt đất như: gốc cây, thân cây, cành, vỏ, hạt và lá.
- Sinh khối dưới bề mặt đất: Tất cả những phần sinh khối sống bên dưới mặt đất (rễ cây).
- Khối vật chất hữu cơ đã chết: Gồm tất cả các thành phần gỗ đã chết
19
cả đang đứng hoặc nằm trên mặt đất hay trong lòng đất như: rễ cây, gốc cây có kích thước đường kính lớn hơn 10 cm và dài hơn 1 m.
- Rác vụn: Gồm các thành phần đã chết có đường kính nhỏ hơn đường kính tối thiểu được lựa chọn theo tiêu chí của từng quốc gia (thông thường có kích thước 10 cm), đang trong các trạng thái phân hủy khác nhau bên trên bề mặt đất hữu cơ.
Việc tính sinh khối rừng dưới mặt đất là hết sức khó khăn nên phần lớn các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào ước tính sinh khối rừng trên bề mặt đất, sinh khối dưới bề mặt đất sẽ được ước tính gián tiếp thông qua sinh khối trên bề mặt đất [22, 67]. Trong nghiên cứu này, chỉ xác định thành phần sinh khối trên mặt đất của lớp phủ rừng.
1.1.2. Lượng hóa sinh khối cá thể thực vật
Lượng hóa sinh khối cá thể thực vật là phương pháp có độ chính xác cao nhất, tuy nhiên đây là phương pháp đo đạc ngoài thực địa nên đòi hỏi nhiều thời gian cũng như chi phí cao, thường chỉ áp dụng cho các diện tích nhỏ thường là đo đạc các ô mẫu. Để tính sinh khối của từng cá thể có hai phương pháp là phương pháp phá hủy (destructive method) và phương pháp không phá hủy [104].
Phương pháp phá hủy, để tính sinh khối của cây người ta lấy tất cả rễ, cành và lá cho vào trong lò sấy với nhiệt độ từ 60 đến 80 độ C cho tới khi trọng lượng các thành phần của cây không thay đổi thì tính là sinh khối khô của cây. Phương pháp này có một số các hạn chế, thứ nhất đó là việc chặt cây, cắt thành khúc và xác định khối lượng của các cây lớn là hết sức khó khăn và tốn kém, kế nữa việc đào lấy rễ của cây cũng là vấn đề hết sức khó khăn và cuối cùng đây là phương pháp cần phải hủy hoại cây. Với các hạn chế nêu trên, phương pháp này rất hạn chế sử dụng và chỉ áp dụng trên quy mô nhỏ
20
trong phòng thí nghiệm để tính tỷ trọng cây khô và tươi cho mục đích nghiên cứu, thí nghiệm để tính sinh khối của từng loại cây [24, 104].
Phương pháp không phá hủy là phương pháp tính toán sinh khối thông qua các số đo cây như chiều cao cây và chu vi cây tại độ cao ngang ngực thông thường là 1,3 m trên mặt đất, đường kính tán. Từ các số liệu chỉ số của cây đo được, người ta thiết lập hàm quan hệ giữa các chỉ số của cây và sinh khối cây thông thường bằng phương pháp hồi quy [25]. Theo Brown [24-25]
thể tích cây được tính bằng công thức 1.1.
AB (t/ha) = VOB * WD * BEF (1. 1)
trong đó:
- AB là sinh khối trên mặt đất (tấn/ha);
- VOB là thể tích của cây tính cả vỏ (volum over bark of tree),
=∝ + × × , trong đó và hệ số, D là đường kính ngang ngực, H là chiều cao cây; trong trường hợp không có hệ số
và thì thể tích cây có thể rút gọn bằng công thức VOB = 0,42 x B x H, trong đó B là diện tích mặt cắt cây tại vị trí ngang ngực;
- WD là trọng lượng khô trung bình của một đơn vị thể tích gỗ thông thường tính bằng đơn vị tấn/m3. Theo Rayes trong [24] giá trị này lấy theo vùng. Ví dụ: WD có giá trị tương ứng là 0,58, 0,60 và 0,57 đối với châu Phi, châu Âu và châu Á;
- BEF là thông số phụ trội sinh khối. Thông thường, khi xác định sinh khối trên một đơn vị diện tích chỉ đo cây có đường kính lớn hơn 5 cm nên giá trị sinh khối được tính thường nhỏ hơn sinh khối thực tế do có nhiều cây không được kiểm kê, BEF có giá trị dao động trong khoảng 1,05 đến 1,3.
21