4.3.2.1. Cấu trúc tổng sinh khối khô phần trên mặt đất của toàn lâm phần
Sau khi xác định được sinh khối khô các bộ phận của tầng cây gỗ, vật rơi rụng và cây bụi, thảm tươi, kết quả tổng hợp tổng sinh khối toàn lâm phần được thể hiện ở bảng 4.13.
Bảng 4.13: Tổng sinh khối khô phần trên mặt đất toàn lâm phần theo độ tuổi Đơn vị: Kg/ha Số OTC Tuổi rừng N (Cây/ha)
Tổng sinh khối khô phần trên mặt đất toàn lâm phần
Tầng cây gỗ Vật rơi rụng Cây bụi,
thảm tươi Tổng Kg % Kg % Kg % Kg 1 6 1325 11.262 53,8 6.977 33,4 2.678 12,8 20.917 1 8 1237 13.483 68,9 4.188 21,4 1.895 9,7 19.566 1 10 1081 27.522 82,9 3.217 9,7 2.463 7,4 33.202 Nhận xét:
Về sinh khối khô tầng cây gỗ
Về cơ bản, cũng giống như với sinh khối khô cây cá thể Mỡ, sinh khối khô tầng cây gỗ rừng trồng Mỡ cũng thay đổi theo tuổi. Khi tuổi tăng, sinh khối khô của phần trên mặt đất của lâm phần cũng tăng theo và ngược lại. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của mật độ tầng cây gỗ nên đôi khi sinh khối khô trong các độ tuổi lại không tuân theo quy luật này.
Về cấu trúc sinh khối khô phần trên mặt đất lâm phần
Tổng sinh khối khô của phần trên mặt đất của lâm phần gồm 3 thành phần chính: sinh khối tầng cây gỗ, sinh khối vật rơi rụng và sinh khối cây bụi, thảm tươi. Trong đó, sinh khối tầng cây gỗ chiếm tỷ trọng lớn nhất: 53,8 - 82,9% (trung bình 68,0%); tiếp theo là sinh khối vật rơi rụng: 9,7 - 33,4%
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
56
(trung bình 22,0%) và thấp nhất là sinh khối cây bụi, thảm tươi: 7,4 - 12,8% (trung bình 10,0%). Đặc biệt, ở tuổi 10, sinh khối khô tầng cây gỗ chiếm tỉ lệ cao nhất (82,9%) và thấp nhất là sinh khối cây bụi, thảm tươi (7,4%).
Hình ảnh trực quan về cấu trúc sinh khối khô toàn lâm phần được minh họa qua biểu đồ ở hình 4.4.
Hình 4.4: Cấu trúc sinh khối khô phần trên mặt đất toàn lâm phần
Về tổng sinh khối khô toàn lâm phần
Tổng sinh khối khô phần trên mặt đất toàn lâm phần có xu hướng tăng lên cùng với sự tăng lên của tuổi lâm phần, tuy nhiên do ảnh hưởng của mật độ lâm phần nên trong một vài trường hợp cũng không hoàn toàn tuân theo quy luật này.
Tổng sinh khối khô toàn lâm phần dao động trong khoảng 19.566 - 33.202 kg/ha ứng với tuổi từ 6 đến 10, trung bình đạt 24.562 kg/ha.
4.3.2.2. Mối quan hệ tổng sinh khối khô toàn lâm phần với các nhân tố điều tra
Kết quả phân tích mối quan hệ giữa tổng sinh khối khô 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 4.14.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
57
Bảng 4.14: Mối quan hệ giữa tổng sinh khối khô phần trên mặt đất toàn lâm phần với các nhân tố điều tra
Phƣơng trình hồi quy P.T R Sig.F Sig.Ta1 Sig.Ta2
lnPZklp = 2,8684 + 1,5917.lnD1.3 + 0,5551.lnN 4.17 0,84 0,000 0,000 0,000 lnPZklp = 4,8828 + 0,9700.lnHvn + 0,4797.lnN 4.18 0,73 0,000 0,000 0,000
lnPZklp = 6,3342 + 0,0770.A + 0,4728.lnN 4.19 0,70 0,000 0,000 0,000
Kết quả ở bảng 4.14 cho thấy giữa tổng sinh khối khô phần trên mặt đất 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 đa số đều ở mức chặt đến rất chặt (hệ số tương quan R từ 0,70 - 0,84). Các phương trình đều tồn tại vì có Sig.F và Sig.T nhỏ thua 0,05. Các tương quan lập được đều có dạng quan hệ giữa sinh khối với: D1.3 và mật độ; Hvn và mật độ; mật độ và tuổi.
Từ kết quả này, người ta có thể xác định nhanh sinh khối khô toàn lâm phần rừng trồng Mỡ chỉ với những thao tác đơn giản như xác định D1.3 và mật độ hoặc Hvn và mật độ hoặc tuổi và mật độ.
4.4. Nghiên cứu lƣợng carbon tích lũy trong cây cá thể
4.4.1. Cấu trúc carbon tích lũy trong cây cá thể
Trên cơ sở cấu trúc sinh khối khô, có thể xác định được cấu trúc lượng carbon trong cây cá thể. Kết quả nghiên cứu về lượng carbon tích lũy trong cây cá thể được thể hiện trong bảng 4.15.
Bảng 4.15: Cấu trúc lƣợng carbon tích lũy trong cây cá thể Số OTC Tuổi rừng Thân Cành Lá Tổng Kg % Kg % Kg % Kg 1 6 2,98 70,1 0,85 20,0 0,42 9,9 4,25 1 8 4,2 77,0 0,75 13,8 0,5 9,2 5,45 1 10 10,83 85,0 0,95 7,5 0,95 7,5 12,73
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
58
Nhận xét:
Về lượng carbon tích lũy trong cây cá thể
Khi tuổi cây cá thể tăng lên thì lượng carbon tích lũy trong cây cũng tăng theo và ngược lại. Lượng carbon tích lũy trong cây cá thể từ 4,25 kg ở tuổi 6, tăng lên 5,45 kg ở tuổi 8 và đạt 12,73 kg ở tuổi 10.
Điều này phản ánh quá trình tích lũy carbon của rừng theo thời gian, cây càng nhiều tuổi thì lượng carbon tích lũy trong thân càng cao. Lượng carbon tích lũy trong thân cây cá thể ở tuổi 6 là 2,98 kg, sang đến tuổi 8 là 4,2 kg, đến tuổi 10, chỉ tiêu này là 10,83 kg (Hình 4.5).
Hình 4.5: Biểu đồ carbon cây cá thể theo tuổi
Về cấu trúc carbon tích lũy trong cây cá thể
Cấu trúc carbon cây cá thể Mỡ gồm 3 phần: carbon trong thân cây, cành cây và lá cây. Trong đó carbon chủ yếu tập trung vào thân cây (70,1 - 85,0%), cành cây (7,5 - 20,0%) và thấp nhất là ở trong lá cây (7,5 - 9,9%).
Cấu trúc carbon trong cây cá thể Mỡ tính trung bình cho 3 OTC sẽ là: thân 77,4%, cành 13,8% và lá 8,8%. Cùng với sự tăng lên của tuổi, tỷ trọng carbon tích lũy trong thân cây tăng lên còn trong các bộ phận cành, lá lại có xu hướng giảm xuống nhưng không rõ rệt, điều này cũng phù hợp với quy luật thay đổi của sinh khối cây cá thể Mỡ. Cụ thể: ở tuổi 6 tỷ trọng carbon của thân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
59
chiếm 70,1%, cành là 20,0% và lá 9,9%; còn ở tuổi 10 tỷ trọng của thân là 85,0%, cành là 7,5% và lá 7,5% (Hình 4.6).
Hình 4.6: Cấu trúc carbon trong cây cá thể Mỡ
Lượng carbon trong thân cây chiếm tỷ lệ lớn trong cấu trúc carbon cây cá thể Mỡ. Do đặc điểm cấu tạo gỗ giữa các vị trí khác nhau trên thân như gốc, giữa và ngọn là khác nhau, chúng tôi đã tiến hành phân tích hàm lượng carbon ở 3 vị trí khác nhau trên thân của 3 cây tiêu chuẩn ở các tuổi khác nhau, kết quả thu được được thể hiện ở bảng 4.16.
Bảng 4.16: Hàm lƣợng carbon ở các vị trí khác nhau trên thân OTC Hàm lƣợng Carbon ở các vị trí trên thân
(%) Trung bình Phần gốc Phần giữa Phần ngọn 1 53,92 56,91 56,90 55,91 2 55,71 56,91 56,90 56,51 3 56,39 56,99 57,58 56,99
Đề tài đã sử dụng phương pháp phân tích phương sai một nhân tố trên phần mềm SPSS kết quả cho thấy hàm lượng carbon ở 3 vị trí gốc, giữa, ngọn trên thân là có sự khác nhau rõ rệt (Sig.F = 0,018 nhỏ hơn 0,05). Vì vậy, khi lấy mẫu phân tích hàm lượng carbon trong thân cây, cần lấy cả 3 vị trí đó.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
60
4.4.2. Mối quan hệ giữa lượng carbon tích lũy trong cây cá thể với các nhân tố điều tra lâm phần tố điều tra lâm phần
Trong thực tế, có rất nhiều phương pháp để xác định lượng carbon tích lũy trong cây cá thể và trong cả hệ sinh thái rừng. Chẳng hạn, xác định carbon gián tiếp thông qua sinh khối cây cá thể, xác định lượng carbon trực tiếp thông qua công nghệ viễn thám GIS với các công cụ như ảnh hàng không, rada, ảnh viễn thám, laze, hệ thống định vị GPS,… hoặc đo trực tiếp quá trình sinh lý điều khiển cân bằng carbon trong hệ sinh thái, phương pháp phân tích hiệp phương sai dòng xoáy,… Tuy nhiên, sử dụng các phương pháp này khá tốn kém, nên không thể áp dụng trên diện rộng, hoặc khá phức tạp nên còn ít được áp dụng ở nước ta. Để khắc phục nhược điểm này, chúng tôi đã tiến hành kiểm tra mối quan hệ giữa lượng carbon tích lũy trong cây cá thể với các nhân tố điều tra lâm phần dễ xác định làm cơ sở cho việc tính toán nhanh lượng carbon tích lũy ở rừng Mỡ thông qua xác định một số nhân tố điều tra rừng.
Đề tài thăm dò các dạng phương trình tuyến tính và phi tuyến. Kết quả đã chọn được các phương trình tương quan thích hợp nhất giữa lượng carbon tích lũy trong các bộ phận thân, cành và lá với các nhân tố điều tra được trình bày ở phụ lục 04. Bảng 4.17 trình bày kết quả xây dựng các phương trình hồi quy giữa tổng lượng carbon tích lũy trong cây cá thể với các nhân tố điều tra.
Bảng 4.17: Mối quan hệ giữa tổng lƣợng carbon tích lũy trong cây cá thể với các nhân tố điều tra
Phƣơng trình hồi quy P.T R Sig.F Sig.Ta1
lnCZ = 1,615 + 0,379.lnD1.3 4.20 0,974 0,005 0,005 lnCZ = 2,803 + 0,265. lnD1.3 4.21 0,976 0,004 0,004 lnCZ = 1,133 + 0,895. lnD1.3 4.22 0,993 0,001 0,001
Qua bảng 4.17 cho thấy thực sự tồn tại mối quan hệ giữa tổng lượng carbon tích lũy trong cây cá thể với các nhân tố điều tra lâm phần dễ xác định
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
61
như D1.3. Các phương trình lập được có hệ số tương quan rất cao (R = 0,974 - 0,993) và có cùng dạng phương trình: lnCZ = a0 + a1.lnD1.3, đây là dạng phương trình một lớp, đơn giản và dễ sử dụng trong quá trình xác định sinh khối nhanh.
4.4.3. Mối quan hệ carbon với sinh khối khô cây cá thể
Hiện nay để xác định lượng carbon tích lũy trong sinh khối khô của cây gỗ, người ta thường sử dụng một hệ số quy đổi là 0,44 hoặc hệ số là 0,5 (do tổ chức JIFPRO đề xuất), tuy nhiên với mỗi loại gỗ khác nhau thì tỷ lệ này là không giống nhau, mặt khác cấu tạo gỗ ở từng bộ phận của cây cũng khác nhau nên việc áp dụng cùng một chỉ số với tất cả các loài cây và cho các bộ phận khác nhau trên cây là chưa thực sự chính xác. Để khắc phục nhược điểm này, chúng tôi đã xây dựng mối quan hệ giữa sinh khối khô với lượng carbon tích lũy trong cây cá thể Mỡ thông qua số liệu thu thập được. Kết quả cụ thể được trình bày ở bảng 4.18.
Bảng 4.18: Mối quan hệ giữa carbon với sinh khối khô cây cá thể Phƣơng trình hồi quy P.T R Sig.F Sig.Ta1
lnCZ = 2,938 + 0,160.lnPZk 4.23 0,900 0,038 0,038 lnCZ = 3,566 + 0,176. lnPZk 4.24 0,965 0,008 0,008 lnCZ = -2,668 + 0,609. lnPZk 4.25 0,978 0,004 0,004
Kết quả nghiên cứu cho thấy giữa carbon và sinh khối khô cây cá thể Mỡ thực sự tồn tại mối quan hệ rất chặt chẽ ở dạng phương trình lnC = a0 + a1.lnPZk, các phương trình lập được đều có hệ số tương quan rất cao (R > 0,9). Kiểm tra sự tồn tại của R và các hệ số hồi quy đều cho Sig.F và Sig.Ta1 nhỏ thua 0,05, các phương trình đều tồn tại. Từ những kết quả nghiên cứu này, có thể xác định lượng carbon tích lũy trong thân cây cá thể Mỡ thông qua sinh khối khô với độ chính xác cao.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
62
4.5. Nghiên cứu lƣợng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tƣơi và vật rơi rụng
4.5.1. Nghiên cứu lượng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi
4.5.1.1. Cấu trúc carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi
Kết quả nghiên cứu lượng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi theo tuổi được trình bày ở bảng 4.19.
Bảng 4.19: Cấu trúc carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tƣơi ở rừng trồng Mỡ
Số OTC Tuổi N (Cây/ha) Lƣợng carbon trong cây bụi, thảm tƣơi (kg/ha)
1 6 1325 1.339
1 8 1237 947,5
1 10 1081 1.231,5
Nhận xét:
Tổng lượng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi trên 1 ha rừng trồng Mỡ dao động khá lớn từ 947,5 - 1.339 kg/ha, trung bình đạt 1.172,7 kg/ha. Lượng carbon trong cây bụi, thảm tươi đạt cao nhất ở tuổi 6 (1.339 kg/ha) và thấp nhất ở tuổi 8 (947,5 kg/ha). Cũng giống như sinh khối cây bụi, thảm tươi, mức độ biến động của carbon cây bụi, thảm tươi rất lớn, nó phụ thuộc vào đặc điểm đất đai, độ tàn che của tầng cây cao, biện pháp tác động và mức độ tác động của con người vào rừng,…
4.5.1.2. Mối quan hệ carbon với sinh khối khô cây bụi, thảm tươi
Kết quả nghiên cứu mối quan hệ giữa lượng carbon tích lũy với sinh khối khô cây bụi, thảm tươi được trình bày ở bảng 4.20.
Bảng 4.20: Mối quan hệ giữa carbon với sinh khối khô cây bụi, thảm tƣơi Phƣơng trình hồi quy P.T R Sig.F Sig.Ta1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
63
Bảng 4.20 cho thấy, giữa carbon với sinh khối khô cây bụi, thảm tươi thực sự tồn tại mối quan hệ với nhau ở dạng phương trình lnCcb = a0 + a1.lnPcbk. Các mối quan hệ này đều ở mức rất chặt chẽ (R = 0,99).
Từ kết quả này, người ta có thể xác định lượng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi của rừng trồng Mỡ qua sinh khối khô cây bụi, thảm tươi thông qua phương trình trên.
4.5.2. Nghiên cứu lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng
4.5.2.1. Lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng
Lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng được thể hiện ở bảng 4.21.
Bảng 4.21: Lƣợng carbon tích lũy trong vật rơi rụng ở rừng trồng Mỡ Số OTC Tuổi rừng N (Cây/ha) Lƣợng carbon tích lũy
trong vật rơi rụng (Kg/ha)
1 6 1325 3488,5
1 8 1237 2094
1 10 1081 1608,5
Nhận xét:
Lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng trên 1 ha rừng trồng Mỡ dao động trong khoảng 1608,5 - 3488,5 kg/ha, trung bình là 2.397 kg/ha. Lượng carbon đạt cao nhất ở tuổi 6 (3488,5 kg/ha) và thấp nhất ở tuổi 10 (1608,5 kg/ha).
4.5.2.2. Mối quan hệ giữa lượng carbon 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 4.22.
Bảng 4.22: Mối quan hệ giữa lƣợng carbon với sinh khối khô vật rơi rụng Phƣơng trình hồi quy P.T R Sig.F Sig.Ta1
lnCrr = -0,1819 + 0,9516.lnPrrk 4.27 0,99 0,000 0,000
Các số liệu trong bảng 4.22 cho thấy: Cũng giống như đối với cây cá thể và cây bụi, thảm tươi, giữa lượng carbon với sinh khối khô vật rơi rụng thực sự
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
64
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 = 0,99). Hệ số xác định và các hệ số hồi quy của các phương trình đều 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 lượng sinh khối khô.
4.6. Nghiên cứu tổng lƣợng carbon, CO2 hấp thụ trong rừng Mỡ
4.6.1. Cấu trúc tổng lượng carbon tích lũy trong lâm phần
Tổng lượng carbon tích lũy ở phần trên mặt đất trong lâm phần Mỡ gồm carbon trong tầng cây gỗ, carbon trong cây bụi, thảm tươi và carbon trong vật rơi rụng. Kết quả tính toán tổng lượng carbon trong lâm phần rừng trồng Mỡ được thể hiện ở bảng 4.23.
Bảng 4.23: Hàm lƣợng carbon tích lũy trong lâm phần
Số OTC Tuổi rừng Mật độ (Cây/ha)
Tổng hàm lƣợng carbon trong lâm phần (kg/ha)
Tầng cây gỗ Cây bụi, thảm tươi Vật rơi rụng Tổng 1 6 1325 5631 1339 3488,5 10458,5 1 8 1237 6742 947,5 2094 9783,5 1 10 1081 13761 1231,5 1608,5 16601 Trung bình 8711,3 1172,7 2397 12281 Nhận xét:
- Tổng lượng carbon tích lũy trong một ha rừng trồng mỡ rất lớn, dao