Sinh khối và lƣợng carbon hấp thụ của rừng là phần vật chất hữu cơ đã đƣợc tổng hợp bởi hệ thực vật trong rừng bao gồm tầng cây cao, tầng cây bụi thảm tƣơi, vật rơi rụng và phần vật chất hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật ở trong đất rừng.
Trong rừng trồng Keo tai tƣợng thuần loài, các cây có kích thƣớc về đƣờng kính và chiều cao là rất khác nhau nên việc nghiên cứu sinh khối, lƣợng carbon hấp thụ cho từng cá thể là gần nhƣ không thể thực hiện đƣợc. Do đó, cách tiếp cận theo cây tiêu chuẩn đã đƣợc đƣa ra trong đề tài.
2.5.2. Phương pháp nghiên cứu.
- Phƣơng pháp nghiên cứu là thu thập số liệu ngoài thực tế và kết hợp trong phòng thí nghiệm. Các bƣớc tiến hành nghiên cứu đƣợc thể hiện ở hình 2.1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
15
Hình 2.1 : Sơ đồ các bƣớc tiến hành nghiên cứu của đề tài
2.5.2.1 Phương pháp điều tra ngoài thực địa
- Dựa trên hiện trạng của thảm thực vât, chúng tôi đã phân chia và chọn ra những khu vực nghiên cứu đặc trƣng. Ô tiêu chuẩn định vị sẽ đƣợc thiết lập với kích thƣớc phù hợp với hiện trạng.
Lấy mẫu:thân, cành, lá xác
định sinh khối Keo lai Lẫy mẫu xác định sinh khối cây bụi,thảm tƣơi và vật rơirụng
Lấy mẫu xác định sinh khối khô
Xác định lƣợng CO2 đuợc hấp thụ
Phân tích xử lý số liệu
Đề xuất hƣớng ứng dụng
Thu thập tài liệu,thông tin
đã Khảo sát khu vực nghiên cứu, lựa chọn địa điểm
Lập ÔTC sơ cấp,nghiên cứu 1 số đặc điểm rừng keo lai ở khu vực nghiên cứu, xác định cây tiêu chuẩn
Chặt hạ cây tiêu chuẩn Lập ÔTC thứ cấp và ô
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
16
+ Xác định các thông tin và hiện trạng của cây : Thành phần loài, cấu trúc, mật độ cây gỗ, đƣờng kính thân cây, chiều cao cây,….
+ Xác định sinh khối tƣơi của cây gỗ cây bụi và vật rơi rụng và lấy mẫu cho việc xác định sinh khối khô và phân tích hàm lƣợng carbon.
Mục đích chính của đề tài là đánh giá khả năng hấ thụ carbon của cây Keo tai tƣợng nên chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm, thu thập mẫu vật, số liệu điều tra dựa trên thu thập, đo đếm sinh khối cây cá thể bằng phƣơng pháp chặt hạ.
Thiết lập ô tiêu chuẩn
* Cách bố trí ô tiêu chuẩn
25m
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí ô tiêu chuẩn
- Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn là 625m2 (25m x 25m). Trong mỗi ô tiêu chuẩn lập 5 ô thứ cấp (4 ô ở 4 góc và 1 ô ở giữa ô tieu chuẩn) diện tích 25m2 (5m x 5m) để điều tra cây bụi, thảm tƣơi. Ở trung tâm mỗi ô thứ cấp, lập 5 ô dạng bản (4 ô ở 4 góc và một ô ở giữa) diện tích 1m2
(1m x 1m) để điều tra vật rơi rụng.
Điều tra trong ô tiêu chuẩn.
Trong ô tiêu chuẩn, tiến hành đo tất cả các cây sống trong đƣờng kính 5cm trở lên.
Thông tin thu thập : 1. đƣờng kính ngang ngực, chiều cao cây. 2. số lƣợng cây.
2.5.2.2 Quy trình xác định sinh khối. * Xác định sinh khối Keo tai tượng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
17
Việc đo đếm sinh khối tƣơi của cây đƣợc tiến hành theo các bƣớc sau: a) Lựa chọn cây tiêu chuẩn để chặt hạ (cây tiêu chuẩn là cây có kích thƣớc tiết diện và đƣờng kính trung bình). Tổng cây tiêu chuẩn chặt hạ 15 cây.
b) Sau khi lựa chọn cây tiêu chuẩn cho mỗi cấp kính, tiến hành chặt hạ cây. c) Điều tra toàn bộ cây cao trong ô tiêu chuẩn, tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng.
+ Đƣờng kính ngang ngực (D1.3cm), đƣợc đo bằng thƣớc kẹp kính tại vị trí là 1.3m tất cả các cây có đƣờng kính từ 6 cm trở lên.
+ Chiều cao vút ngọn (Hvn m) đƣợc đo bằng thƣớc đo cao blumer, đo tất cả các cây có đƣờng kính từ 6cm trở lên.
+ Đƣờng kính tán (Dt) đo bằng thƣớc dây trên hình chiếu của thân lá trên mặt đất.
d) Sau khi đƣợc cây tiêu chuẩn tiến hành chặt hạ cây, tách riêng thân, cành, lá.
Xác định sinh khối : Xác định sinh khối khô bộ phận i cây tiêu chuẩn(Pki), lấy mẫu từng bộ phận đem sấy khô 1050
C, cân ngay sau khi lấy ra từ trong tủ sấy vì chúng rất dễ hấp thụ hơi ẩm và tăng cân, để xác định trọng lƣợng khô của từng mẫu, kiểm tra đo đếm khối lƣợng các mẫu (tiến hành cân điện tử) thu đƣợc kết qủa sinh khối khô tƣơng ứng với mẫu từng phần (mki), khối lƣợng mẫu thu đƣợc nhƣ sau.
Thân: 3 mẫu (giữa thân, ngọn) dầy khoảng 3-8cm Cành: lấy 1 mẫu 1kg tại vị trí giữa cành
Lá: Trộn đều và 1 mẫu 0.5kg
- Phân tích khối lƣợng thể tích gỗ cơ bản của tất cả các thớt gỗ xác định tại độ ẩm 0 %.
Giá sinh khối khô từng bộ phận cây tiêu chuẩn đƣợc tính theo công thức Pki = Pti x mki/ mti (kg) (3.1) Trong đó: Pki Sinh khối khô bộ phận i cây cá thể
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
18
mki Khối lƣợng mẫu khô của bộ phận i mỗi lấn sau khi sấy mti Khối lƣợng mẫu tƣơi của bộ phận i mỗi lần sau khi sấy + Sinh khối tƣơi cây cá thể tính theo công thức:
mtƣơi = ∑ Pti (kg) (3.2) + Sinh khối khô cây cá thể đƣợc tính theo công thức:
mkhô= ∑ Pk i(kg) (3.3)
Trong đó: Pti ,Pki đƣợc tính trung bình đối với các cây tiêu chuẩn trong cùng quần xã
+ Sinh khối tƣơi/khô tầng cây cao lâm phần đƣợc tính theo công thức.
mkhô / mtƣơi = ∑Pki (kg)/∑ Pti (kg) (3.4)
* Xác định sinh khối tầng cây bụi, thảm tươi.
- Trên các ô tiêu chuẩn 25m2, chặt thu gom toàn bộ cây bụi trên mặt đất, sau đó cân ngay xác định sinh khối tƣơi.
- Xác định sinh khối khô: Lấy mẫu mỗi loại 0,5kg/ ô tiêu chuẩn đem về phòng thí nghiệm sấy khô trong điều kiện 1500
C, cho đến khi mẫu vật có khối lƣợng không đổi.
- Sinh khối các bộ phận cây bụi trong 1ha đƣợc tính theo công thức: Pcây bụi = m x 10.000 / 1000 x 25 (tấn/ha) (3.5) Trong đó:
Pcây bụi Sinh khối tƣơi /khô cây bụi, thảm tƣơi trong 1 ha.
m: Khối lƣợng tƣơi,khô bộ phận tƣơng ứng của cây bụi tính trung bình trong 5 ô thứ cấp
* Xác định sinh khối vật rơi rụng.
- Thu gom toàn bộ vật rơi rụng trong các ô dạng bản, tiến hành cân tại chỗ đƣợc sinh khối tƣơi vật rơi rụng.
- Xác định sinh khối khô: tại mỗi ô dạng bản, lấy một mẫu cành rơi rụng và lá rơi rụng với 0.5kg mỗi loại đem sấy khô 1050
C, cho đến khi mẫu vật có khối lƣợng không đổi, sau đó cân tính toán sinh khối khô.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
19
PVRR = (m x 10.000)/ 1000 (tấn/ha) (3.6) Trong đó:
PVRR Là sinh khối (tƣơi, khô) vật rơi rụng trong 1ha
m: Là tổng khối lƣợng tƣơi, khô vật rơi rụng tính trung bình trong 5 ô dạng bản .
* Phương pháp tính lượng carbon được tích lũy
Đề tài áp dụng theo phƣơng pháp tính lƣợng carbon đƣợc tích lũy của Trung tâm Hợp tác quốc tế và Xúc tiến lâm nghiệp Nhật Bản (JIFPRO) [5] áp dụng khối lƣợng carbon chiếm 50% khối lƣợng sinh khối khô.
- Lƣợng carbon đƣợc tích lũy
C = sinh khối khô x 0.5 (kg) (3.7) Từ lƣợng C → lƣợng CO2 hấp thụ lƣợng CO2 hấp thụ
Q = C x (44/22) (3.8)
- Mẫu đƣợc sấy khô 1050
c đến khi đạt đƣợc lƣợng không đổi,
2.5.2.3. Nhập và tổng hợp số liệu.
- Công việc sau đây đƣợc thực hiện trong và sau khi hoàn thành đo đếm ngoài hiện trƣờng.
- Nhập tất cả các phiếu điều tra, đo đếm hiện trƣờng vào bảng tính excel, bao gồm số liệu đo đếm ô tiêu chuẩn và số liệu đo đếm sinh khối sinh khối cây tiêu chuẩn, cây bụi, thảm tƣơ và vật rơi rụng
+ Nhập số liệu xong thì phân tích khối lƣợng và thể tích cây
+ Sau khi công việc phân tích sinh khối sấy khô và khối lƣợng thể tích gỗ đƣợc hoàn thành, kiểm tra sử dụng giữ liệu để tính sinh khối khô cho tất cả các cây mẫu và bể carbon khác.
Việc tính sinh khối khô được thực hiện như sau :
a) Tổng khối lƣợng khô (TDW) cho mỗi bộ phận cây tiêu chuẩn
- (TDW) ở từng bộ phận của cây tính dựa trên khối lƣợng tƣơi của từng bộ phận, tƣơng ứng xác định ngoài hiện trƣờng và tỷ lệ khối lƣợng khô/ tƣơi của từng bộ phận của cây xác định tại phòng thí nghiệm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 20 - Công thức (TDW) SDW TDW = TFW ——— SFW TDW: Tổng khối lƣợng khô TFW: Tổng khối lƣợng tƣơi
SFW: Khối lƣợng tƣơi của mẫu phân tích cho từng bộ phận
SDW: Khối lƣợng khô tuyệt đối của mẫu phân tích cho từng bộ phận tƣơng ứng
b) Khối lƣợng và thể tích gỗ
Khối lƣợng thể tích gỗ đƣợc tính theo công thức. W D = SDW c SV WD: Khối lƣợng thể tích gỗ (g/cm3)
SDWc : Khối lƣợng khô của mẫu SV : Thể tích mẫu
c) Trữ lƣợng C trong sinh khối
Trữ lƣợng C trong bể sinh khối đƣợc tính dựa trên sinh khối khô của mỗi bể chứa và hàm lƣợng carbon. Công thức : CSi = TDWi* x CFi Trong đó: CSi : Trữ lƣợng C của bộ phận i (kg) TDWi *
: Tổng sinh khối khô bộ phận i (kg)
CFi : Hàm lƣợng C (%)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
21
- Phƣơng pháp để dự báo trữ lƣợng carbon là sử dụng các phƣơng trình hồi quy, các phƣơng trình hồi quy sử dụng cho dự báo trữ lƣợng carbon đƣợc gọi là phƣơng trình hồi quy sinh khối có thể sử dụng chỉ tiêu sinh trƣởng của cây Keo tai tƣợng(đƣờng kính ngang ngực (D1.3), chiều cao và đƣờng kính) trong xây dựng phƣơng trình hồi quy. Để xây dựng phƣơng trình hồi quy cần thực hiện các bƣớc.
+ Sử dụng phần mềm SPSS 16.0 để xác lập phƣơng trình hồi quy.
+ Phân tích tƣơng quan hồi quy nên đƣợc phân tích theo các dạng tƣơng quan khác nhau.
+ Thiết lập phƣơng trình tƣơng quan với các biến số khác nhau: đƣờng kính ngang ngực (D1.3), chiều cao cây (Hvn) cho phân tích hồi quy.
+ Sau khi hình thành phân tích hồi quy, đánh giá, lựa chọn phân tích tốt nhất để ƣớc tính sinh khối, phƣơng trình có hệ số tƣơng quan cao nhất và sai
số của hệ số tƣơng quan nhỏ nhất thì đƣợc lựa chọn và sử dụng.
Bảng 1: Tổng hợp số liệu phục vụ cho đề tài
1 Số liệu tổng hợp từ các ô tiêu chuẩn Đơn vị Số lượng
ÔTC 625m2 Ô thứ cấp 5m x 5m ÔDB 1m x 1m
Cây tiêu chuẩn nghiên cứu sinh khối
ô ô ô cây 4 20 20 15
2 Số mẫu phân tích tầng cây cao
Mẫu thân cây
Mẫu cành cây Mẫu lá cây Mẫu Mẫu Mẫu 45 15 15
3 Số liệu phân tích tầng cây bụi Mẫu 15
4 Số mẫu phân tích vật rơi rụng Mẫu 15
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
22
Chƣơng 3
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ- XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU