đã chọn ra 6 cây giải tích (3 cây cấp 1, 2 cây cấp 2, 1 cây cấp 3) rải đều ở các cấp đường kính trong tổng số 40 cây giải tích để kiểm chứng. Các cây được chọn kiểm tra phương trình không tham gia quá trình tính toán mà được dùng để kiểm tra sự chênh lệch giữa lý thuyết và thực nghiệm (phụ bảng 24), nếu sai số của các phương trình nhỏ hơn 10% thì phương trình được chấp nhận và ngược lại.
4.4.4.1. Kiểm tra khả năng vận dụng các phương trình sinh khối tươi
Bảng 4.22. Sai số tương đối của các phương trình sinh khối tươi
PT số Tên phương trình Δ % Giá trị Nhỏ nhất Giá trị lớn nhất Giá trị trung bình 4.5 Wtongt = 0,379*D1,32,068 1,91 7,36 4,29 4.6 Wtht = 0,187*D1,32,162 4,03 5,41 4,91 4.7 Wcat = 0,066*D1,32 4,32 6,34 5,25 4. 8 Wlat = 0,049*D1,31,834 3,04 6,42 4,08 4.9 Wvot = 0,062*D1,31,993 3,76 8,12 5,93
Kết quả bảng 4.22 cho thấy, sai số của các phương trình sinh khối tươi đều nằm trong giới hạn cho phép là < 10 %, cao nhất là phương trình 4.9, thấp nhất là phương trình 4.8. Vì vậy, các phương trình được chấp nhận và có khả năng ứng dụng vào thực tiễn để tính sinh khối tươi các bộ phận của cây Tràm (phụ bảng 25).
4.4.4.2. Kiểm tra khả năng vận dụng các phương trình sinh khối khô
Kết quả bảng 4.23 cho thấy, sai số của các phương trình sinh khối khô đều thấp hơn giới hạn cho phép là < 10 %, cao nhất là phương trình 4.12, thấp nhất là phương trình 4.10. Vì vậy, các phương trình được chấp nhận và có khả
năng ứng dụng vào thực tiễn để tính sinh khối khô các bộ phận của cây Tràm (phụ bảng 26).
Bảng 4.23. Sai số tương đối của các phương trình sinh khối khô
PT Tên phương trình Δ % Giá trị nhỏ nhất Giá trị lớn nhất Giá trị trung bình 4.10 Wtongk = 0,144*D1,32,160 1,05 5,27 3,85 4.11 Wthk = 0,072*D1,32,278 2,84 5,98 4,60 4.12 Wcak = 0,034*D1,32 4,14 5,71 4,97 4.13 Wlak = 0,019*D1,31,825 2,47 7,37 4,46 4.14 Wvok = 0,019*D1,31,989 3,40 6,29 4,55
4.5. Sinh khối quần thể
Sinh khối quần thể là tổng lượng sinh khối cây cá thể trên một đơn vị diện tích và thường được tính bằng tấn/ha. Việc nghiên cứu sinh khối quần thể là rất cần thiết, là cơ sở để tính năng suất rừng và thông qua đó tính được lượng carbon tích tụ và khả năng hấp thụ CO2 của quần thể.
Đường kính trung bình quần thể là 10,93 cm, chiều cao trung bình 10,37 m và mật độ trung bình là 8.419 cây/ha, biến động từ 4.200 cây/ha đến 17.200 cây/ha (phụ bảng 27).
4.5.1. Kết cấu sinh khối khô quần thể
Kết cấu sinh khối khô quần thể gồm sinh khối thân khô (Wthkqt), sinh khối cành khô (Wcakqt), sinh khối lá khô (Wlakqt), sinh khối vỏ khô (Wvokqt) và tổng sinh khối khô (Wtongkqt) trung bình của 42 ô tiêu chuẩn (phụ bảng 28).
Kết quả phụ bảng 28 cho thấy, tổng sinh khối khô trung bình của quần thể là 231,51 ± 26,42 tấn/ha, biến động từ 87,11 tấn/ha (ô 13) đến 472,95 tấn/ha (ô 39). Số ô tiêu chuẩn có tổng sinh khối khô nhỏ hơn giá trị trung bình
là 15 ô, chiếm 35,71 % tổng số ô.
Trong kết cấu sinh khối khô của quần thể thì sinh khối thân là lớn nhất, trung bình từ 161,07 ± 19,12 tấn/ha, biến động từ 59,22 tấn/ha đến 334,95 tấn/ha. Sinh khối khô của cành trung bình từ 37,06 ± 3,92 tấn/ha, biến động từ 14,56 tấn/ha đến 73,11 tấn/ha.
Tiếp theo là sinh khối khô của vỏ, trung bình từ 20,13 ± 2,12 tấn/ha, biến động từ 7,93 tấn/ha đến 39,63 tấn/ha. Sau cùng là sinh khối khô của lá chiếm tỉ lệ thấp nhất, trung bình từ 13,24 ± 1,3 tấn/ha, biến động từ 5,40 tấn/ha đến 25,26 tấn/ha.
Như vậy, kết cấu sinh khối khô các bộ phận trên mặt đất của quần thể rừng Tràm cho thấy tỉ lệ sinh khối thân, cành, lá, vỏ chiếm tỉ lệ lần lượt là 69,22 ± 0,43 %, 16,17 ± 0,19 %, 5,83 ± 0,14 %, 8,79 ± 0,11 % và được sắp xếp theo thứ tự như sau: thân > cành > vỏ > lá.
4.5.2. Sinh khối quần thể theo cấp
Trên cơ sở số liệu về thời gian trồng, mật độ cây, quần thể rừng Tràm tại Vườn Quốc gia Tràm Chim được phân thành 3 cấp, từ cấp 1 đến cấp 3. Kết quả phân tích sinh khối khô bình quân theo cấp được trình bày tại bảng 4.24.
Bảng 4.24. Sinh khối khô các bộ phận quần thể theo cấp
1 7.700 10,14 10,13 120,50 28,94 10,59 15,75 175,78 2 8.575 10,46 10,19 142,82 33,45 12,08 18,18 206,52 3 8.313 11,83 10,70 198,40 44,47 15,62 24,14 282,63
Kết quả bảng 4.24 cho thấy, không có sự chênh lệch lớn về mật độ, đường kính và chiều cao bình quân của 3 cấp. Sinh khối khô của các bộ phận quần thể tăng dần theo cấp, nhỏ nhất là sinh khối khô cấp 1 với 175,78 tấn/ha,
lớn nhất là sinh khối khô cấp 3 với 282,63 tấn/ha (phụ bảng 29).
4.6. Khả năng tích tụ carbon của Tràm
Nghiên cứu khả năng tích tụ carbon của rừng là một mảng quan trọng trong nghiên cứu định giá rừng ở Việt Nam, nhằm thúc đẩy các giao dịch kinh tế một cách thuận lợi, góp phần vào công tác quản lý rừng bền vững ở Việt Nam hiện tại và trong tương lai.
Thông qua phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm, ta có được số liệu về tỉ lệ carbon từng bộ phận của cây (phụ bảng 30). Từ đó, tính được lượng carbon tích tụ trong từng bộ phận bằng cách nhân sinh khối khô từng bộ phận đó với hệ số phân tích tương ứng và suy ra cho cả cây. Sau đó, xây dựng các phương trình tương quan giữa lượng carbon tích tụ của cây cá thể với các nhân tố điều tra và sử dụng các phương trình này để tính lượng carbon tích tụ cho các ô tiêu chuẩn.
4.6.1. Lượng carbon tích tụ trong cây cá thể
Lượng carbon tích tụ trong cây cá thể phụ thuộc vào sinh khối của cây. Kết quả phụ bảng 31 cho thấy, những cây có sinh khối lớn thì lượng carbon tích tụ lớn và ngược lại.
Đường kính trung bình cây cá thể là 14,43 ± 2,63 cm, chiều cao trung bình của cây là 11,37 ± 0,93 m, thì tổng lượng carbon tích tụ là 25,5 ± 7,91 kg/cây, biến động từ 0,51 kg/cây đến 69,48 kg/cây. Cây có đường kính 2,55 cm có tỉ lệ carbon là 0,51 kg/cây, cây có đường kính 27,71 cm thì tỉ lệ carbon là 69,48 kg/cây. Số cây có tổng lượng carbon thấp hơn giá trị trung bình là 71 cây, chiếm 50 % tổng số cây. Như vậy, tỉ lệ carbon tích tụ ở từng cây cá thể của các cấp đường kính khác nhau thì khác nhau.
Lượng carbon tích tụ trung bình của thân là 17,75 ± 5,73 kg/cây, biến động từ 0,25 kg/cây đến 52,42 kg/cây. Đây là bộ phận có lượng carbon cao nhất, chiếm tỉ lệ 66,85 % tổng lượng carbon của cây cá thể.
Lượng carbon tích tụ trung bình của cành là 4,25 ± 1,24 kg/cây, biến động từ 0,09 kg/cây đến 10,71 kg/cây, chiếm tỉ lệ 17,71 %. Vỏ cây có lượng carbon tích tụ trung bình 2,48 ± 0,72 kg/cây, biến động từ 0,05 kg/cây đến 6,33 kg/cây, chiếm tỉ lệ 10,86 %.
Bộ phận lá có lượng carbon tích tụ thấp nhất, trung bình 1,01 ± 0,32 kg/cây, biến động từ 0,02 kg/cây đến 3,24 kg/cây, chiếm tỉ lệ 4,58 % tổng lượng carbon của cây cá thể.
Kết cấu lượng carbon tích tụ trong các bộ phận cây cá thể được sắp xếp theo trình tự như sau: carbon thân > carbon cành > carbon vỏ > carbon lá và được thể hiện ở hình 4.6.
Hình 4.6. Kết cấu carbon các bộ phận cây cá thể
4.6.2. Tương quan giữa lượng carbon tích tụ với các nhân tố điều tra
Đường kính thân cây là nhân tố dễ đo đếm, do đó việc xây dựng các phương trình tương quan giữa lượng carbon tích tụ với đường kính thân cây là cần thiết, để có thể xác định nhanh lượng carbon tích tụ trong từng bộ phận
thân, cành, lá, vỏ và cho cả cây một cách đơn giản và nhanh chóng với độ chính xác cho phép.
Kết quả phụ bảng 31 cũng cho thấy lượng carbon tích tụ ở các bộ phận cây cá thể có sự khác nhau, do đó cần xây dựng phương trình tương quan giữa lượng carbon tích tụ của từng bộ phận với đường kính.
4.6.2.1. Tương quan giữa tổng carbon (Ctong) với đường kính
Bảng 4.25. Các phương trình tương quan giữa Ctong với D1,3
Số TT Phương trình Các chỉ số thống kê R2 SEE SSR 1 Ctong = exp(-2,7167 + 2,1267*ln(D1,3)) 0,9827 0,19 1,22 2 Ctong = (-0,1359 + 0,3175*D1,3)2 0,9705 0,42 5,74 3 Ctong = (-3,7288 + 2,2383*sqrt(D1,3))2 0,9559 0,52 8,56 4 Ctong = exp(-2,1305 + 1,2926*sqrt(D1,3)) 0,9549 0,30 2,92 Hệ số xác định R2 khá cao, từ 0,9549 - 0,9827, thể hiện mối quan hệ rất chặt giữa tổng lượng carbon tích lũy của cây với đường kính. Phương trình tốt nhất mô tả tương quan trên là phương trình:
Ctong = exp(-2,7167 + 2,1267*ln(D1,3))
Phương trình được viết lại dưới dạng chính tắc là hàm mũ: Ctong = 0,066*D1,32,127 (4.20)
Phương trình 4.20 có hệ số xác định R2 = 0,9827 cao nhất, sai số tiêu chuẩn của ước lượng SEE = 0,19 và tổng bình phương của sai số SSR = 1,22 thấp nhất, hệ số F = 1.818,53, giá trị P < 0,05 (phụ bảng 32). Do đó, khả năng tồn tại của phương trình là cao ở mức tin cậy 95 %.
4.6.2.2. Tương quan giữa carbon thân (Cth) với đường kính
Kết quả bảng 4.26 có hệ số xác định R2 khá cao, từ 0,9499 - 0,9803, thể hiện mối quan hệ rất chặt giữa carbon thân với đường kính.
Qua phân tích và so sánh, đề tài chọn phương trình mô tả tốt nhất tương quan trên là:
Cth = exp(-3,3722 + 2,2257*ln(D1,3))
Phương trình được viết lại dưới dạng chính tắc là hàm mũ: Cth = 0,034*D1,32,226(4.21)
Bảng 4.26. Các phương trình tương quan giữa Cth với D1,3
Số TT Phương trình Các chỉ số thống kê R2 SEE SSR 1 Cth = exp(-3,3722 + 2,2257*ln(D1,3)) 0,9803 0,21 1,40 2 Cth = (-0,2351 + 0,2715*D1,3)2 0,9698 0,37 4,29 3 Cth = -0,39371 + 0,0689*D1,3 2 0,9504 3,72 442,46 4 Cth = (-3,2874 + 1,9084*sqrt(D1,3))2 0,9499 0,47 7,11 Phương trình 4.21 có hệ số xác định R2 = 0,9803 cao nhất, sai số tiêu chuẩn của ước lượng SEE = 0,21 và tổng bình phương của sai số SSR = 1,4 thấp nhất, hệ số F = 1.594,25 lớn, giá trị P < 0,05 cho thấy các tham số phương trình đều tồn tại ở mức có ý nghĩa với độ chính xác 95 % (phụ bảng 33). Vì vậy, khả năng tồn tại của phương trình là cao.
4.6.2.3. Tương quan giữa carbon cành (Cca) với đường kính
Bảng 4.27. Các phương trình tương quan giữa Cca với D1,3
Số TT Phương trình Các chỉ số thống kê R2 SEE SSR 1 Cca = exp(-4,1907 + 2,0031*ln(D1,3)) 0,9002 0,44 6,27 2 Cca = exp(-3,6624 + 1,2241*sqrt(D1,3)) 0,8841 0,48 7,28 3 Cca = (-1,3546 + 0,8689*sqrt(D1,3))2 0,8778 0,35 3,89 4 Cca = (0,0572 + 0,1221*D1,3)2 0,8741 0,35 4,02
Hệ số xác định R2 của các phương trình từ 0,8741 - 0,9002, thể hiện mối quan hệ chặt giữa carbon cành với đường kính.
Các chỉ tiêu thống kê của phương trình 1 và phương trình 2 cho thấy, không có sự chênh lệch nhiều giữa các thông số thống kê trong cùng một chỉ tiêu của cả 2 phương trình. Tuy nhiên, phương trình 1 có hệ số xác định R2
cao hơn phương trình 2 nên được chọn để mô tả tương quan giữa carbon cành với đường kính, phương trình có dạng:
Cca = exp(-4,1907 + 2,0031*ln(D1,3))
Phương trình được viết lại dưới dạng chính tắc là hàm mũ: Cca = 0,015*D1,32,003 (4.22)
Phương trình 4.22 có hệ số xác định cao nhất (R2 = 0,9002), hệ số F lớn (F = 288,59) và các tham số của phương trình đều tồn tại ở mức có ý nghĩa thông qua giá trị P < 0,05 với độ chính xác 95 % (phụ bảng 34), nên khả năng tồn tại của phương trình là cao.
4.6.2.4. Tương quan giữa carbon lá (Cla) với đường kính
Bảng 4.28. Các phương trình tương quan giữa Cla với D1,3
Số TT Phương trình Các chỉ số thống kê R2 SEE SSR 1 Cla = exp(-5,1392 + 1,8375*ln(D1,3)) 0,9135 0,38 4,51 2 Cla = exp(-4,6473 + 1,1208*sqrt(D1,3)) 0,8939 0,42 5,52 3 Cla = (0,0531 + 0,0583*D1,3)2 0,8770 0,17 0,89 4 Cla = (-0,6063 + 0,4107*sqrt(D1,3))2 0,8642 0,18 0,98
Hệ số xác định R2 từ 0,8642 - 0,9135, thể hiện mối quan hệ chặt giữa carbon lá với đường kính. Qua phân tích và so sánh, đề tài chọn phương trình mô tả tốt nhất mối quan hệ trên là:
Phương trình được viết lại dưới dạng chính tắc là hàm mũ: Cla = 0,006*D1,31,838(4.23)
Phương trình 4.23 có hệ số xác định R2 = 0,9135 cao nhất, SEE = 0,38, SSR = 4,51, hệ số F = 337,74 lớn nhất, giá trị P < 0,05 (phụ bảng 35), nên phương trình có khả năng tồn tại cao ở mức tin cậy 95 %.
4.6.2.5. Tương quan giữa carbon vỏ (Cvo)với đường kính
Bảng 4.29. Các phương trình tương quan giữa Cvo với D1,3
Số TT Phương trình Các chỉ số thống kê R2 SEE SSR 1 Cvo = exp(-4,6362 + 1,9890*ln(D1,3)) 0,9774 0,20 1,28 2 Cvo = (0,0316 + 0,0951*D1,3)2 0,9702 0,13 0,52 3 Cvo = (-1,0532 + 0,6727*sqrt(D1,3))2 0,9626 0,14 0,65 4 Cvo = exp(-4,0934 + 1,2104*sqrt(D1,3)) 0,9521 0,29 2,73 Kết quả bảng 4.29 cho thấy, hệ số xác định R2 rất cao, từ 0,9521 - 0,9774, thể hiện mối quan hệ rất chặt giữa carbon vỏ với đường kính.
Sau khi kiểm tra, xem xét phương trình có hệ số xác định R2 cao, sai số tiêu chuẩn của ước lượng SEE và SSR nhỏ, hệ số F lớn, đề tài chọn phương trình tốt nhất mô tả mối quan hệ trên là phương trình:
Cvo = exp(-4,6362 + 1,9890*ln(D1,3))
Phương trình được viết lại dưới dạng chính tắc là hàm mũ: Cvo = 0,01*D1,31,989 (4.24)
Phương trình 4.24 có hệ số xác định R2 = 0,9974 cao nhất, SEE = 0,20, SSR = 1,28, hệ số F = 1.385,06 lớn nhất và giá trị P < 0,05 cho thấy sự tồn tại của các tham số phương trình với độ chính xác 95 % (phụ bảng 36). Do đó, khả năng tồn tại của phương trình là cao.
4.6.3. Tương quan giữa lượng carbon tích tụ với sinh khối khô
4.6.3.1. Tương quan giữa tổng lượng carbon tích tụ với tổng sinh khối khô
Bảng 4.30. Các phương trình tương quan giữa Ctong với Wtongk
Số
TT Phương trình
Các chỉ số thống kê
R2 SEE SSR
1 Ctong = exp(-0,8039 + 0,9850*ln(Wtongk)) 0,9995 0,03 0,03 2 Ctong = (0,1286 + 0,6274*sqrt(Wtongk))2 0,9986 0,09 0,27 3 Ctong = 0,9893 + 0,3959*Wtongk 0,9975 1,15 42,29 4 Ctong = sqrt(55,9313 + 0,1560*Wtongk2) 0,9954 103,97 345.889 Kết quả bảng 4.30 cho thấy mối quan hệ giữa tổng lượng carbon tích tụ với tổng sinh khối khô là rất chặt với hệ số xác định R2 rất cao, từ 0,9954 - 0,9995. Qua phân tích và so sánh, đề tài chọn phương trình mô tả tốt nhất tương quan trên là phương trình:
Ctong = exp(-0,8039 + 0,9850*ln(Wtongk))
Phương trình được viết lại dưới dạng chính tắc là hàm mũ: Ctong = 0,448*Wtongk0,985
Phương trình có hệ số mũ 0,985 (gần bằng 1), nên có thể rút gọn thành: Ctong = 0,448*Wtongk (4.25)
Phương trình 4.25 có hệ số xác định R2 = 0,9995 cao nhất, sai số tiêu chuẩn của ước lượng SEE = 0,03 và tổng bình phương của sai số SSR = 0,03 thấp, hệ số F = 66.565,69 lớn, giá trị P < 0,05 (phụ bảng 37), cho thấy sự tồn tại của các tham số và phương trình đã được xác nhận với độ chính xác 95 %.
Ngoài ra, đề tài đã xây dựng phương trình tương quan giữa Wtongk với Wtongt. Trong đó, Wtongk = 0,396*Wtongt, từ đó suy ra:
Ctong = 0,448*0,396*Wtongt
Dựa vào phương trình 4.26 có thể kết luận tổng lượng carbon tích tụ ở cây cá thể bằng 44,8 % so với tổng sinh khối khô và bằng 17,7 % so với tổng sinh khối tươi.
4.6.3.2. Tương quan giữa carbon thân với sinh khối thân khô
Bảng 4.31. Các phương trình tương quan giữa Cth với Wthk
Số TT Phương trình Các chỉ số thống kê R2 SEE SSR 1 Cth = exp(-0,7999 + 0,977*ln(Wthk)) 0,9993 0,04 0,04 2 Cth = (0,1457 + 0,6142*sqrt(Wthk))2 0,9979 0,10 0,3 3 Cth = 0,8979 + 0,3809*Wthk 0,9964 1,00 31,8 4 Cth = sqrt(31,8257 + 0,1452*Wthk2) 0,9935 65,98 139.315
Hệ số xác định R2 của các phương trình rất cao, từ 0,9935 - 0,993, thể hiện mối quan hệ rất chặt giữa lượng carbon thân với sinh khối thân khô. Phương trình mô tả tốt nhất tương quan trên là phương trình:
Cth = exp(-0,7999 + 0,977*ln(Wthk))
Phương trình được viết lại dưới dạng chính tắc là hàm mũ: Cth = 0,449*Wthk0,977
Phương trình có hệ số mũ 0,977 (gần bằng 1), nên có thể rút gọn thành: