đất.
Dựa trên phân cấp chiều cao và phân cấp sinh khối lâm phần sẽ có được 9 tổ hợp cấp năng suất và cấp sinh khối khác nhau. Từ đó xác đinh cấu trúc phân bố sinh khối và carbon cho phần trên và dưới mặt đất của cây rừng:
Sắp xếp ô mẫu theo phân bố N/ D theo 3 cấp chiều cao và 3 cấp sinh khối đã phân chia.
99
Sử dụng mô hình H=f(DBH) theo các cấp để xác định chiều cao cây rừng theo cấp kính tương ứng với cấp chiều cao
Sử dụng các mô hình sinh trắc theo hai biến DBH, H ở bảng 4.48 đã xây dựng để xác dịnh sinh khối và carbon cho bể chứa sinh khối trên dưới mặt đất của lâm phần.
Bảng 4.48: Các mô hình ước tính sinh khối, carbon theo cấp kính và cấp chiều cao
LOG(AGB_kg) = -3.25897 + 0.183087*LOG(H_m) + 2.5682*LOG(DBH_cm) LOG(C_AGB__kg) = -4.35124 + 2.56549*LOG(DBH_cm) + 0.366245*LOG(H_m) LOG(BGB_kg) = -5.5058 + 0.985257*LOG(DBH_cm^2*H_m) + 5.17886*1/(H_m) LOG(C_BGB_kg) = -8.44872 + 1.80345*LOG(DBH_cm*H_m) + 10.2611*1/(H_m)
Thử nghiệm xây dựng 3 mô hình đại diện cho năng suất và sinh khối của lâm phần nghiên cứu tương ứng:
Bảng 4.49: Sinh khối và carbon của lâm phần có năng suất và sinh khối thấp nhất, tương ứng với lâm phần có cấp sinh khối I và cấp chiều cao 3
DBH H N/ha TAGTB t/ha TBGTB t_/ha TAGTC t/ha TBGTC t/ha TTB t/ha TTC t/ha 10 5.1 307 5.9 1.6 2.6 0.6 7.5 3.2 20 7.7 156 19.2 3.4 9.3 1.1 22.6 10.4 30 9.5 73 26.2 3.8 13.2 1.2 30.1 14.4 40 10.9 25 19.7 2.5 10.1 0.8 22.2 10.9 50 12.0 4 6.1 0.7 3.2 0.2 6.8 3.4 60 13.0 1 2.5 0.3 1.3 0.1 2.7 1.4 70 13.9 0 1.2 0.1 0.7 0.05 1.4 0.7 80 14.6 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Tổng 11 568 80.8 12.4 40.4 4.1 93.3 44.5
100
Hình 4.17: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp kính ở cấp sinh khối I và cấp chiều cao 3
Đối với lâm phần năng suất và sinh khối thấp nhất: Tổng sinh khối trên mặt đất là 80.8 tấn/ha. Bể chứa dưới mặt đất là 12.4 tấn/ ha. Tổng sinh khối trên và dưới mặt đất là 93.3 tấn/ha, tương ứng với lượng sinh khối trên thì lượng carbon lưu giữ của các bể chứa trên và dưới mặt đất là 44.5 tấn/ha. Qua biểu đồ cho thấy, lượng carbon trên và dưới mặt đất phân bố cao, tập trung nhiều nhất ở cỡ kính (DBH) 30 cm và chiều cao 9.5m với 1,2 tấn carbon dưới mặt đất và 13.2 tấn carbon trên mặt đất. Phân bố ít tập trung và thấp nhất ở cỡ kính 70cm, chiều cao 13.9m chỉ có 0.7 tấn carbon trên mặt đất.
101
Bảng 4.50: Sinh khối và carbon của lâm phần có cấp năng suất và sinh khối trung bình, tương ứng với lâm phần có cấp chiều cao 2 và cấp sinh khối II.
DBH H N/ha TAGTB t/ha TBGTB t/ha TAGTC t/ha TBGTC t/ha TTB t/ha TTC t/ha 10 7.3 233 4.8 1.3 2.3 0.5 6.1 2.8 20 11.3 263 34.6 6.8 18.0 2.5 41.4 20.4 30 14.0 80 31.0 5.2 16.7 1.9 36.2 18.6 40 16.2 45 37.7 5.6 20.9 2.1 43.4 23.0 50 17.9 17 25.1 3.5 14.1 1.3 28.5 15.4 60 19.4 3 8.1 1.0 4.6 0.4 9.2 5.1 70 20.7 1 2.4 0.3 1.4 0.1 2.7 1.5 80 21.9 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Tổng 16.1 643 143.8 23.6 78.0 8.9 167.4 86.8
Hình 4.18: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp kính lâm phần cấp năng suất và sinh khối trung bình (II, 2).
102
Đối với lâm phần năng suất trung bình có tổng sinh khối trên mặt đất là 143.8 tần/ha, phần bể chứa dưới mặt đất là 23.6 tấn/ ha. Tổng sinh khối trên và dưới mặt đất là 167.4 tấn/ha, tương ứng với lượng sinh khối trên thì lượng carbon lưu giữ của các bể chứa trên và dưới mặt đất là 86.8 tấn/ha. Nhìn vào biểu đồ cho thấy lượng carbon trên và dưới mặt đất phân bố cao, tập trung nhiều nhất ở cỡ kính (DBH) 40 cm và chiều cao 16.2.0 m với 5.1 tấn carbon dưới mặt đất và 20.9 tấn carbon trên mặt đất. Phân bố ít tập trung và thấp nhất ở cỡ kính 70cm, chiều cao 20.7m chỉ có 1.4 tấn carbon trên mặt đất và 0.1 tấn carbon dưới mặt đất. Ở cỡ kính 80cm và chiều cao 21.9m không có cây nào trong lâm phần.
Bảng 4.51: Sinh khối và carbon của lâm phần có cấp năng suất và sinh khối tốt nhất, tương ứng với lâm phần có cấp chiều cao 1 và cấp sinh khối III.
DBH H N/ha TAGTB t/ha TBGTB t/ha TAGTC t/ha TBGTC t/ha TTB t/ha TTC t/ha 10 9.5 40 0.9 0.2 0.4 0.1 1.1 0.5 20 14.9 120 16.6 3.6 9.0 1.5 20.2 10.5 30 18.5 200 81.5 15.5 46.3 6.7 97.1 52.9 40 21.4 48 42.1 7.3 24.5 3.2 49.4 27.7 50 23.8 36 57.0 9.2 33.8 4.2 66.2 38.0 60 25.8 12 30.8 4.7 18.5 2.2 35.5 20.7 70 27.6 4 15.5 2.2 9.4 1.0 17.7 10.5 80 29.1 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Tổng 21.3 460 244.4 42.8 142.0 18.8 287.1 160.8
103
Hình 4.19: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp kính lâm phần cấp năng suất và sinh khối tốt nhất (1, III)
Như vậy, đối với lâm phần năng suất và sinh khối tốt nhất có tổng sinh khối trên mặt đất là 244.4 tấn/ha, phần bể chứa dưới mặt đất là 42.8 tấn/ ha. Tổng sinh khối trên và dưới mặt đất là 287.1 tấn/ha, tương ứng với lượng sinh khối trên thì lượng carbon lưu giữ của các bể chứa trên và dưới mặt đất là 160.8 tấn/ha. Lượng carbon trên và dưới mặt đất phân bố tập trung cao nhất ở cỡ kính 30cm và chiều cao 18.5m với 46.3 tấn carbon trên mặt đất và 6.7 tấn carbon dưới mặt đất. Phân bố ít nhất trong biểu đồ là cỡ kính 10 cm và chiều cao 9.5cm chỉ có 0.4 tấn carbon trên mặt đất, phần dưới mặt đất chỉ có 0.1 tấn carbon.
Thống kê tỷ lệ sinh khối, carbon 6 bể chứa cho 3 đại diện lâm phần rừng khộp theo bảng 4.52, minh họa theo biểu đồ hình 4.20.
104
Bảng 4.52: Tỷ lệ carbon 6 bể chứa lâm phần rừng khộp
Bể chứa Carbon Cấp sinh khối/ cấp năng suất
SKI/H3 SKII/H2 SKIII/H1
TAGTC_t/ha 40.4 78.0 142.0 TBGTC_t/ha 4.1 8.9 18.8 SOC_t/ha 36.9 36.9 36.9 Chg_t/ha 0.6 0.6 0.6 Cli_t/ha 1.1 1.1 1.1 Cdw_t/ha 6.8 6.8 6.8 TC_ t/ha 89.9 132.2 206.2 Tổng CO2 (Tấn/ha) 329.9 485.2 756.8
Hình 4.20: Tỷ lệ carbon 6 bể chứa trong lâm phần rừng khộp
Qua kết quả tính toán cho thấy lượng carbon tích lũy ở phần sinh khối trên mặt đất là cao nhất 59% tiếp theo là carbon hữu cơ trong đất 27.9%. Bể chứa sinh khối dưới mặt đất là 6.7% tổng 3 bể chứa ngoài gỗ còn lại là 6.4%. Tính toán cho lâm phần có năng suất 2 và sinh khối trung bình II, cho thấy tổng lượng carbon tích lũy ở cả 6 bể chứa là 132.2 tấn/ ha. Tương ứng với 485.2 tấn CO2.
105
4.5 Dự báo tăng trưởng sinh khối, carbon rừng khộp
Giám sát biến động CO2 ở các bể chứa carbon trong lâm phần là công việc quan trọng nhất để chứng minh được lượng CO2 hấp thụ hay phát thải của lâm phần. Do đó dự báo được sự thay đổi lượng CO2 hấp thụ của lâm phần trên cùng một đơn vị diện tích qua các năm là cần thiết. Vì vậy đề tài ứng dụng phương pháp nghiên cứu của Bảo Huy (2012) để đưa ra dự báo hấp thụ CO2 của lâm phần dựa trên các mô hình sinh trắc (allometric equations) đã xây dựng và các nhân tố điều tra sinh khối rừng.
Sử dụng 2 biến số thông dụng trong điều tra rừng là đường kính cây (DBH_cm) và chiều cao cây (H_m) để dò tìm mối quan hệ với tuổi cây rừng (A_yr). Trên cơ sở 161 cây chặt hạ giải tích và xác định tuổi cây qua vòng năm để xây dựng mô hình quan hệ giữa A với DBH, H. Kết quả theo bảng cho thấy mô hình dạng hàm A=f(DBH) có các chỉ tiêu thống kê tốt hơn dạng hàm A=f(DBH,H). (Dữ liệu tham khảo phụ lục 23)
Bảng 4.53: Mô hình quan hệ giữa tuổi cây rừng với DBH, H.
Dạng hàm R2% (Adj .d.f) P_Value n Cp CF AIC S%
Sqrt(A_yr) = 1.44779 +
0.446688*log(DBH_cm)^2 81.17 0 161 0.0 1.21 -151.3 25.26 Sqrt(A_yr) = 3.77307 +
0.244972*log(DBH_cm*H_m)^2 -
2.28234*log(H_m) 80.81 0 161 1.0 1.21 -147.2 25.15
Với các chỉ tiêu thống kê trên cho thấy quan hệ giữa tuổi cây rừng và biến số DBH là rất chặt chẽ, dạng hàm quan hệ tốt nhất để ước tính tuổi cây rừng là:
Sqrt (A_yr) = 1.44779 + 0.446688*log (DBH_cm)^2
R2
(Adjust.d.f) =81.2%; P_Value=0; n= 161; Cp=1; CF=1.21; AIC=-151.3; S (%) = 25.26%.
106
Hình 4.21: Mô hình quan hệ A=f (DBH)
Trên cơ sở phân chia lâm phần thành 9 tổ hợp đơn vị lâm phần theo cấp chiều cao và cấp sinh khối khác nhau. Các giá trị về sinh khối, carbon theo cấp kính xác định thông qua các mô hình sinh trắc (allometric eqution). Sử dụng mô hình A= f(DBH) đã thiết lập để A theo cấp kính và từ đó tính được tăng trưởng sinh khối và carbon. Qua đó tổng hợp được tăng trưởng sinh khối, carbon và lượng CO2 hấp thụ của lâm phần ở 9 đơn vị cấp chiều cao và cấp sinh khối khác nhau.
Tăng trưởng sinh khối, carbon hằng năm của lâm phần theo công thức:
Trong đó:
: Tăng trưởng sinh khối, carbon hằng năm
TTB, TTC: Tổng sinh khối, carbon lâm phần trên và dưới mặt đất
107
Thiết lập dự báo cho đơn vị cấu trúc sinh khối và năng suất trung bình tương ứng với cấp năng suất 2 và cấp sinh khối 2 của lâm phần theobảng 4.54.
Bảng 4.54: Tăng trưởng sinh khối, carbon trung bình của lâm phần có cấp năng suất và cấp sinh khối trung bình
DBH (cm) H (m) A (Năm) N/h a TAGT B t/ha TBGT B t/ha TAGT C t/ha TBGT C t/ha TTB t/ha TT C t/ha 10 7.3 14.6 233 4.8 1.3 2.3 0.5 6.1 2.8 0.42 0.19 20 11.3 29.8 263 34.6 6.8 18.0 2.5 41.4 20.4 1.39 0.69 30 14.0 43.8 80 31.0 5.2 16.7 1.9 36.2 18.6 0.83 0.43 40 16.2 56.6 45 37.7 5.6 20.9 2.1 43.4 23.0 0.77 0.41 50 17.9 68.6 17 25.1 3.5 14.1 1.3 28.5 15.4 0.42 0.23 60 19.4 79.9 3 8.1 1.0 4.6 0.4 9.2 5.1 0.11 0.06 70 20.7 90.4 1 2.4 0.3 1.4 0.1 2.7 1.5 0.03 0.02 80 21.9 100.5 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 Tổn g 16.1 60.5 643 143.8 23.6 78.0 8.9 167. 4 86.8 3.96 2.01
Tăng trưởng về sinh khối trung bình hằng năm của rừng khộp là 3.96 tấn/ ha/năm tương ứng với 2.01 tấn carbon/ha/năm. Tính toán tương tự cho 8 đơn vị cấu trúc sinh khối, chiều cao lâm phần còn lại sẽ có được dự báo đầy đủ về tăng trưởng sinh khối, carbon cho kiểu rừng khộp. Bảng 4.55 cho thấy tăng trưởng về sinh khối và carbon cho 3 đơn vị lâm phần đại diện cho cấp năng suất và sinh khối thấp nhất, trung bình và cao nhất. Trung bình tăng trưởng hằng năm của kiểu rừng khộp về tích lũy car bon thấp nhất là 1.2 tấn/ha/năm và cao nhất là 3.0 tấn/ha/năm.
Bảng 4.55: Tăng tưởng sinh khối và carbon cho 3 đơn vị lâm phần đại diện
Cấp chiều cao Cấp sinh khối (tấn/ha/năm (tấn/ha/năm
3 I 2.50 1.2
2 II 3.96 2.0
108
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN:
Nghiên cứu đã thiết lập hệ thống các mô hình sinh trắc để ước tính trực tiếp sinh khối và carbon cho kiểu rừng khộp theo 2 nội dung chính là ước tính cho cây cá thể và cho toàn lâm phần ở các trạng thái, cấu trúc đại diện cho kiểu rừng nghiên cứu. Các kết luận chính là:
1. Sinh khối và carbon cây cá thể:
i) Khối lượng thể tích gỗ WD, vỏ (BaD): Kết quả nghiên cứu cho thấy, vỏ cây rừng khộp là một nhân tố quan trọng trong điều tra rừng khộp. Trung bình phần thể tích vỏ cây rừng chiếm tới 31.4 % tổng thể tích toàn cây gỗ. WD và BaD là 2 nhân tố qua trọng trong thiết lập hàm ước tính sinh khối, carbon rừng cây cá thể. Nghiên cứu đã xác định WD và BaD cho 17 loài phổ biến, chủ yếu cho kiểu rừng khộp khu vực nghiên cứu. Trong đó WD biến động từ 0.536 (g/cm3) đến 0.819 (g/cm3). Trung bình là 0.607 (g/cm3). BaD biến động từ 0.293(g/cm3) đến 0.665(g/cm3), trung bình là 0.474(g/cm3).
ii) Hệ thống mô hình ước tính sinh khối, carbon cho bộ phận cây cá thể phần trên mặt đất: thân, cành, lá và vỏ cây từ các nhân tố điểu tra rừng cơ bản DBH, H, WD, BaD, CA. Trong đó mô hình đầy đủ 5 biến số có độ tin cậy tốt nhất. Trong 4 bộ phận thì phần thân và vỏ có biến động thấp nhất. Đối với phần vỏ cây có quan hệ tốt nhất với biến BaD (đây là phát hiện mới, chưa có tác giả nào sử dụng biến này). Phần lá và cành cây có biến động với số liệu thực tế cao hơn. Phần thân cành và lá quan hệ tốt nhất với biến DBH, biến số H chưa thể hiện rõ quan hệ với 2 bộ phận này.
iii) Hệ thống mô hình ước tính sinh khối, carbon cho bể chứa AGB chung cho các loài từ các nhân tố điều tra rừng DBH, H, WD, BaD, CA. Dạng
109
hàm tốt nhất là dạng hàm 5 biến số. Hàm đơn biến cũng có độ tin cậy cao tuy nhiên biến động nhiều hơn. Só sánh với các mô hình các tác giả trên thế giới lập cho rừng khộp thì dạng hàm mà nghiên cứu xây dựng làm giảm biến động, 6.13%. Do đó có độ tin cậy cao hơn khi áp dụng. iv) Hệ thống mô hình ước tính sinh khối, carbon cho bể chứa BGB chung
cho các loài từ các nhân tố điều tra rừng DBH, H, WD, BaD, CA. So với bể chứa AGB các hàm tốt nhất thiết lập cho bể chứa BGB biến động cao hơn nhiều, cho thấy sự phức tạp trong đo tính sinh khối, carbon rễ. v) Hệ thống mô hình ước tính sinh khối, carbon cho bể chứa AGB, BGB
theo loài: Các loài khác nhau có tăng trưởng sinh khối, carbon khác nhau, mặt khác đối với lâm phần rừng khộp tổ thành loài đơn giản do đó đã thiết lập các hàm ước tính cho riêng các loài. Nghiên cứu đã thiết lập các mô hình ước tính sinh khối, carbon cho phần sinh khối trên và dưới mặt đất cho 8 loài phổ biến cho kiểu rừng khộp nghiên cứu từ các nhân tố điều tra rừng DBH, H, WD, BaD, CA là: Dầu đồng, Dầu trà beng, Cà chít, Chiêu liêu, Căm xe, Gáo, Thầu tấu, Cẩm liên.
vi) Hệ thống mô hình ước tính sinh khối, carbon cho bể chứa AGB, BGB theo 4 nhóm khối lượng thể tích gỗ từ các nhân tố điều tra rừng DBH, H: Để ước tính chính xác sinh khối, carbon phản ánh qua biến số WD, nghiên cứu đã thiết lập các mô hình ước tính sinh khối, carbon cho 4 nhóm WD đại diện cho rừng khộp là: Nhóm I: WD trung bình là 0.481(g/cm3). Nhóm II: WD trung bình là 0.601(g/cm3). Nhóm III: WD trung bình là 0.731(g/cm3). Nhóm IV: WD trung bình là 0.856 (g/cm3). vii) Hệ thống mô hình chuyển đổi sinh khối, carbon giữa các bể chứa AGB
và BGB: Các mô hình chuyển đổi này sẽ giúp chuyển đổi đo tính sinh khối, carbon cho bể chứa khó đo tính là BGB từ chuyển đổi từ bể chứa AGB.
110
viii) Kết quả tính toán cho thấy đối với cây cá thể trung bình lượng carbon lưu giữ nhiếu nhất ở phần thân cây là 57.3%, tiếp theo là phần cành cây 19.2%, rễ cây rừng lưu giữ 16.75 tổng lượng carbon, vỏ cây chiếm 5.1% và thấp nhất là lá cây với 1.7%.
2. Sinh khối và carbon cho lâm phần:
i) Xác định được sinh khối, carbon trung bình cho 3 bể chứa ngoài gỗ là thảm mục, thảm tươi và gỗ chết, trong đó:
Bể chứa thảm tươi: sinh khối trung bình là 1.34 tấn/ha; lượng carbon tích lũy trung bình là 0.62 tấn/ha.
Bể chứa thảm mục: sinh đến khối trung bình lá 2.3 tấn/ha.; lượng carbon tích lũy trung bình là 1.05 tấn/ha.
Bể chứa gỗ chết: sinh khối trung bình là 14.9 tấn/ha; lượng carbon tích lũy trung bình là 6.76 tấn/ha.
ii) Xác định được lượng carbon trong bể chứa SOC. Thử nghiệm ước tính SOC từ các nhân tố sinh khối, sinh thái rừng cho thấy bể chứa SOC không có mối qua hệ rõ rệt với các nhân tố này. Đối với bể chứa SOC kiểu rừng