- Xác định được sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 của một số quần xã rừng trồng Mỡ thuần loài tại tỉnh Lào Cai (khác nhau về tuổi, mật độ và một số nhân tố điều tra khác).
- Đề xuất được một số ứng dụng trong việc tra cứu, tính toán và dự báo sinh khối và lượng CO2 hấp thụ của rừng trồng Mỡ tại tỉnh Lào Cai.
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu: Một số quần xã rừng trồng Mỡ trên địa bàn thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai.
* Phạm vi nghiên cứu:
+ Đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu rừng trồng Mỡ tại thời điểm điều tra, không nghiên cứu hiện trạng thảm thực vật trước khi trồng rừng và diễn biến rừng trước thời điểm triều tra. Do đó đề tài không xác định đường carbon cơ sở của thảm thực vật trước khi trồng rừng Mỡ và không ước tính sinh khối và lượng carbon tích luỹ của những cây đã tỉa thưa.
+ Do rừng Mỡ tại Lào Cai chủ yếu được trồng từ năm 1997 - 2000, vì thế đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu trên đối tượng rừng tuổi 6 - 10.
+ Do thời điểm điều tra, cây chưa có hoa quả, hơn nữa các bộ phận này chỉ chiếm một lượng không đáng kể so với tổng sinh khối của cây nên đề tài bỏ qua sinh khối của bộ phận này.
+ Do thời gian thực hiện đề tài này tương đối ngắn nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 phần trên mặt đất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
25
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Tổng quan tài liệu: Phân tích, tổng hợp và đánh giá các công trình nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam có liên quan đến đề tài.
- Các công trình nghiên cứu về sinh khối và năng suất rừng.
- Các công trình nghiên cứu về khả năng hấp thụ khí CO2 của rừng. - Các công trình nghiên cứu về cây Mỡ.
2.3.2. Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Lào Cai (vị trí địa lý, địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng…). địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng…).
2.3.3. Nghiên cứu sinh khối rừng Mỡ trồng thuần loài ở các tuổi khác nhau ở thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai. thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai.
2.3.4. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của một số quần xã rừng Mỡ trồng thuần loài ở các tuổi khác nhau ở thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai. thuần loài ở các tuổi khác nhau ở thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai.
2.3.5. Nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh khối, lượng carbon hấp thụ với các nhân tố điều tra rừng chủ yếu và xây dựng bảng tra lượng CO2 hấp thụ của rừng nhân tố điều tra rừng chủ yếu và xây dựng bảng tra lượng CO2 hấp thụ của rừng Mỡ cho tỉnh Lào Cai.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài
Sinh khối và lượng CO2 hấp thụ của rừng là phần vật chất hữu cơ đã được tổng hợp bởi hệ thực vật trong rừng, bao gồm tầng cây cao, tầng cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng và phần vật chất hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật ở trong đất rừng.
Trong rừng trồng Mỡ thuần loài, các cây có kích thước về đường kính và chiều cao là rất khác nhau nên việc nghiên cứu sinh khối, lượng CO2 hấp thụ cho từng cá thể là gần như không thể thực hiện được. Do đó, cách tiếp cận theo cây tiêu chuẩn đã được đưa ra trong đề tài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
26
Sơ đồ các bước nghiên cứu của đề tài được thể hiện qua sơ đồ 2.1.
Hình 2.1: Sơ đồ các bƣớc tiến hành nghiên cứu của đề tài
Thu thập tài liệu, thông tin đã có Khảo sát khu vực nghiên cứu, lựa chọn địa điểm điều tra
Lập OTC sơ cấp, nghiên cứu một số đặc điểm rừng trồng Mỡ và xác định cây tiêu chuẩn
Chặt hạ cây tiêu chuẩn Lập OTC thứ cấp
Lấy mẫu thân, cành, lá xác định sinh khối tầng cây cao
Lấy mẫu xác định sinh khối cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng
Sấy mẫu xác định sinh khối khô
Xác định lượng CO2 hấp thụ
Phân tích và xử lý số liệu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
27
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.4.2.1. Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa
* Cách bố trí ô tiêu chuẩn 25 m 225 25 m
Hình 2.2: Sơ đồ ô tiêu chuẩn, ô thứ cấp và ô dạng bản
- Diện tích mỗi OTC là 625m2 (25m x 25m). Trong mỗi OTC lập 5 ô thứ cấp (4 ô ở 4 góc và 1 ô ở giữa OTC) diện tích 25m2
(5m x 5m) để điều tra cây bụi, thảm tươi. 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.
* Phương pháp đo đếm và tính toán các chỉ tiêu sinh trưởng lâm phần
- Trên OTC đo đếm toàn bộ số cây về đường kính (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính tán (Dtán), chiều dài tán (Ltán). Từ đó tính toán các đại lượng bình quân: Dbq, Hbq, Dtán, Ltán theo phương pháp điều tra rừng.
- Tính toán tiết diện ngang thân cây (G1.3), thể tích cây cá thể (V) theo công thức V = G.H.f. Từ đó tính Gbq và Vbq. Cây có thể tích trung bình là cây tiêu chuẩn. Thể tích khô thân cây được xác định bằng cách lấy mẫu và sấy khô.
- Điều tra toàn diện tầng cây cao trong OTC, tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng:
+ Đường kính ngang ngực (D1.3) được đo bằng thước kẹp kính (độ chính xác đếm mm) tại vị trí chiều cao 1,3 m tất cả các cây có đường kính từ 6 cm trở lên.
+ Chiều cao vút ngọn (Hvn) được đo bằng thước đo cao blumer, đo tất cả các cây có đường kính từ 6 cm trở lên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
28
+ Đường kính tán (Dtán) được đo bằng thước dây trên mặt đất theo hình chiếu của tán lá.
+ Đánh giá chất lượng cây thông qua các chỉ tiêu hình thái theo 3 cấp: Tốt, trung bình, xấu.
* Phương pháp xác định sinh khối
- Tiến hành chặt hạ cây tiêu chuẩn và phân thành các bộ phận: lá, cành, thân. Mỗi OTC chặt 3 cây. Xác định sinh khối tươi của các bộ phận cây ngay tại chỗ.
- Sinh khối cây bụi và thảm tươi: Ở 5 ô thứ cấp trong mỗi ô tiêu chuẩn, tiến hành thu toàn bộ cây bụi, thảm tươi phần phía trên mặt đất. Đối với cây bụi, cây gỗ nhỏ, sinh khối được phân thành các bộ phận: thân, cành, lá để xác định sinh khối tươi chung. Riêng cây thân thảo, được tính riêng. Lấy mẫu 0,5 kg sinh khối của mỗi bộ phận, đem sấy khô để tính sinh khối khô tương ứng.
- Sinh khối vật rơi rụng tồn đọng trên mặt đất rừng: Thu gom toàn bộ vật rơi rụng trên các ô dạng bản, cân tại chỗ khối lượng tươi vật rơi rụng, sau đó tính sinh khối tươi trung bình của vật rơi rụng trong 1 m2
. Trộn đều vật rơi rụng, lấy mỗi OTC 0,3 kg đem sấy khô để tính khối lượng khô vật rơi rụng và phân tích hàm lượng carbon.
2.4.2.2. Phương pháp nghiên cứu trong phòng
* Phương pháp tính toán lượng CO2 hấp thụ
- Xác định sinh khối khô: Các mẫu sinh khối tươi lấy về được sấy khô ở 1050C đến khối lượng không đổi để xác định sinh khối khô cho từng bộ phận.
- Xác định hàm lượng carbon: Mẫu để xác định hàm lượng carbon là mẫu sinh khối đã được sấy khô. Đề tài áp dụng theo phương pháp của Trung tâm Hợp tác quốc tế và xúc tiến Lâm nghiệp Nhật Bản (JIFPRO) áp dụng tính khối lượng carbon chiếm 50% khối lượng sinh khối khô:
+ Lượng carbon hấp thụ: C = Sinh khối khô x 0,5 Từ lượng carbon suy ra lượng CO2 hấp thụ:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
29
+ Lượng CO2 hấp thụ: Q = C x 44/12
* Phương pháp xây dựng mối quan hệ giữa các đại lượng
Sử dụng phương pháp bình phương bé nhất. Lựa chọn những phương trình có hệ số tương quan cao nhất và sai số bé nhất, dễ áp dụng nhất. Các mối quan hệ giữa các đại lượng cần phân tích là:
+ Sinh khối cây cá thể và tổng sinh khối toàn lâm phần với đường kính và chiều cao cây, tuổi và mật độ rừng.
+ Lượng carbon được hấp thụ ở cây cá thể, toàn lâm phần với đường kính, chiều cao, tuổi, mật độ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
30
Chƣơng 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lý
Lào Cai là một tỉnh vùng cao, biên giới phía bắc, có tọa độ địa lý từ 22009’ đến 22052’ vĩ độ Bắc, từ 103031’ đến 104028’ kinh độ Đông:
- Phía Bắc giáp tỉnh Vân Nam - Trung Quốc; - Phía Đông giáp tỉnh Hà Giang;
- Phía Nam giáp tỉnh Yên Bái; - Phía Tây giáp tỉnh Lai Châu.
Nằm trong vùng có độ cao cao nhất khu vực Đông Dương, do đó địa hình chia cắt mạnh, phân tầng độ cao lớn, mức độ chia cắt mạnh tạo ra những tiểu vùng khí hậu khác nhau thuận hoà cho sự sinh trưởng và phát triển (sinh tồn) của đa dạng vật nuôi cây trồng; đất quy hoạch cho lâm nghiệp chiếm hơn 65% tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh; là cửa ngõ thông thương với nước bạn Trung Quốc qua cửa khẩu Quốc tế Lào Cai và nằm trong tuyến hành lang kinh tế Côn Minh - Lào Cai - Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh; Lào Cai có tiềm năng cho việc phát triển kinh tế - xã hội nói chung và ngành lâm nghiệp nói riêng.
3.1.2. Địa hình, địa thế
Nằm trong vùng có độ cao cao nhất khu vực Đông Dương, do đó địa hình chia cắt rất phức tạp, phân tầng độ cao lớn, mức độ chia cắt mạnh, có hai dãy núi chính, dãy Hoàng Liên Sơn ở phía tây, dãy Con Voi ở phía đông, hai dãy cùng có hướng Tây Bắc - Đông Nam, với việc kiến tạo địa hình như vậy đã tạo ra các vùng đất thấp, trung bình ở giữa, kiểu dạng địa hình phía Tây thoải dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và phần phía Đông thoải dần theo hướng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
31
Đông Bắc - Tây Nam, ngoài ra còn tạo nên các vùng núi thấp phân bố đa dạng, chia cắt tạo ra những tiểu vùng khí hậu khác nhau.
Với đặc trưng địa hình chia cắt, sự phân bố theo đai cao khá rõ ràng, Lào Cai có ba kiểu vùng địa hình chính như sau:
- Vùng núi cao (độ cao trên 1.500m) chiếm trên 21% tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh và tập trung ở các huyện Văn Bàn, Sa Pa, Bát Xát thuộc dãy Hoàng Liên Sơn; phần còn lại phân bố ở huyện Bắc Hà, điểm cao nhất là đỉnh Phan Xi Păng có độ cao 3.143m so với mặt nước biển, vùng này có độ dốc trung bình khá lớn từ 20 - 25o, đặc biệt diện tích độ dốc trên 35o
chiếm trên 31% diện tích của vùng. Như vậy, khi so sánh với phạm vi toàn quốc, Lào Cai là một tỉnh có địa hình chia cắt hiểm trở, cao, dốc bậc nhất nước ta.
- Vùng núi trung bình (độ cao từ 700 - 1.500m) chiếm trên 35% tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh; vùng này phân bố ở các huyện thuộc dãy Hoàng Liên Sơn như Văn Bàn, Sa Pa, Bát Xát và khu vực cao nguyên Bắc Hà. Đây là vùng có địa hình tương đối phức tạp, độ dốc trung bình từ 15 - 25o, do vậy nhu cầu phòng hộ cũng khá cao.
- Vùng đồi và núi thấp (độ cao dưới 700m) chiếm khoảng 43% tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh, đây là dải đất dọc ven sông Hồng và sông Chảy thuộc các huyện thành phố Lào Cai, Bảo Thắng, Bảo Yên... (điểm thấp nhất: 80m thuộc huyện Bảo Thắng), đây là khu vực có địa hình ít hiểm trở hơn, nhiều vùng đất đồi thoải.
3.1.3. Khí hậu, thuỷ văn
* Khí hậu
Do địa hình cao, dốc, chia cắt phức tạp đã tạo cho Lào Cai có các tiểu vùng khí hậu đặc trưng, được thể hiện rất rõ:
- Vùng khí hậu lục địa vùng núi cao: gồm các huyện Sa Pa, Bắc Hà và một số xã vùng cao huyện Mường Khương, Bát Xát; đây là vùng mùa đông rất lạnh, nhiệt độ trung bình năm từ 150
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
32
nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất xuống 8,50 (tháng 1), có năm nhiệt độ xuống tới - 20C, trong khi đó các tháng mùa hè trời mát, nhiệt độ trung bình không quá 200C.
- Vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa: gồm tất cá các huyện còn lại, nhiệt độ trung bình năm từ 230
C - 250C.
* Chế độ mƣa:
Lào Cai có hai mùa rõ rệt: mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau; đây là vùng có lượng mưa khá lớn so với toàn quốc, trung bình năm là 2.000mm; dòng chảy mặt hàng năm khoảng 9,5 tỷ m3. Đặc biệt, ở khu vực sườn phía đông của dãy Hoàng Liên Sơn, vùng phía Đông Nam huyện Si Ma Cai, huyện Bảo Yên và phía Đông Bắc huyện Bắc Hà là vùng có lượng mưa trung bình rất lớn, trên 2.500mm/năm; số ngày có mưa tập trung vào tháng 7, 8, 9 với cường độ lớn đã dẫn đến hiện tượng lũ ống, lũ quét, sạt lở đất.
Vùng có lượng mưa thấp thuộc các huyện Mường Khương, Bảo Thắng, thành phố Lào Cai và một phần huyện Bắc Hà, Si Ma Cai lượng mưa trung bình năm khoảng 1.700mm.
Ngoài ra, sương mù thường xuất hiện phổ biến, có nơi ở mức độ rất dày, nhất là khu vực vùng núi cao, thung lũng; một số vùng thường xuyên có sương muối.
* Thủy Văn
Lào Cai là tỉnh nằm trong vùng đầu nguồn của lưu vực hai con sông lớn: - Sông Hồng có lưu vực bao gồm các huyện phía Tây của tỉnh như: Bát Xát, Sa Pa, Văn Bàn; Bảo Thắng, thành phố Lào Cai và một phần diện tích phía Tây huyện Mường Khương, Bảo Yên. Đây là con sông có 130 km chiều dài chảy qua tỉnh, lòng rộng, sâu, độ dốc lớn, dòng chảy xiết, mạnh. Lưu lượng nước sông không điều hòa, mùa mưa lớn (khoảng 4.830m3/s), mực nước cao
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
33
(độ cao tuyệt đối 86,85m); mùa kiệt, lưu lượng nhỏ (chỉ khoảng 70m3
/s), mực nước thấp (khoảng 74,25m).
- Sông Chảy có lưu vực gồm các huyện Si Ma Cai, Bắc Hà và một phần diện tích phía Đông huyện Mường Khương, Bảo Yên; chiều dài đoạn chảy qua tỉnh là 124 km; lòng sông sâu, hẹp, dốc, nhiều thác ghềnh; lưu lượng nước mùa lũ đạt 1.670m3/s, mùa kiệt đạt 17,6m3
/s.
Trên lưu vực hai dòng sông chính, còn có hệ thống sông suối dày đặc với hàng nghìn sông, suối lớn nhỏ (trong đó có 107 sông, suối dài từ 10 km trở lên) và được phân bố khá đều trên địa bàn.
Theo số liệu điều tra, nguồn nước nguồn ước tính có trữ lượng xấp xỉ 30 triệu m3, trữ lượng động khoảng 4.448 triệu m3
với chất lượng khá tốt, trên địa bàn tỉnh còn có nguồn nước khoáng, nước nóng và nguồn nước siêu nhạt ở các địa phương.
3.1.4. Địa chất, thổ nhưỡng
Lào Cai có 10 nhóm đất chính, được chia làm 30 loại đất. 10 nhóm đất là: đất phù sa, đất lầy, đất đen, đất đỏ vàng, đất mùn vàng đỏ, đất mùn alit trên núi, đất mùn thô trên núi, đất đỏ vàng bị biến đổi do trồng lúa, đất sói mòn mạnh trơ sỏi đá và đất dốc tụ. Một số nhóm đất đang được sử dụng thiết thực:
- Nhóm đất phù sa: diện tích nhỏ, chiếm 1,47% diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu dọc sông Hồng và sông Chảy, có độ phì tự nhiên khá cao.