Tài liệu Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ (Manglietia conifera) tại xã Chu Hương, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn

  • Số trang: 105 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 47 |
  • Lượt tải: 0
uploadxemtailieu

Đã đăng 11341 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------------------------------- PHẠM VĂN QUỲNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON CỦA RỪNG TRỒNG MỠ (Manglietia conifera) TẠI XÃ CHU HƢƠNG, HUYỆN BA BỂ, TỈNH BẮC KẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Thái Nguyên - 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------------------------------- PHẠM VĂN QUỲNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON CỦA RỪNG TRỒNG MỠ (Manglietia conifera) TẠI XÃ CHU HƢƠNG, HUYỆN BA BỂ, TỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐỖ HOÀNG CHUNG Thái Nguyên - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi, những số liệu và kết quả trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày 01 tháng 11 năm 2015 Ngƣời viết cam đoan Phạm Văn Quỳnh ii LỜI CẢM ƠN Luận văn này được thực hiện theo chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp của Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên (khóa 21, 2013-2015). Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Khoa Sau đại học, Khoa Lâm nghiệp và các thầy cô giáo của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Đỗ Hoàng Chung, người hướng dẫn khoa học đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn. Tác giả xin trân trọng cám ơn Ban giám hiệu nhà trường, Khoa Sau đại học, Khoa Lâm nghiệp cùng các thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành bản luận văn này. Xin cám ơn cán bộ UBND xã Chu Hương - huyện Ba Bể - tỉnh Bắc Kạn và một số hộ dân trồng rừng trên địa bàn nghiên cứu đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong việc thu thập số liệu ngoại nghiệp để thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 01 tháng 11 năm 2015 Tác giả Phạm Văn Quỳnh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii MỤC LỤC .................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................... viii MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề .................................................................................................. 1 2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 4 3. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 4 4. Ý nghĩa đề tài ............................................................................................. 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................ 5 1.1. Nghiên cứu về sinh khối và năng suất rừng ............................................. 5 1.1.1. Trên thế giới ......................................................................................... 5 1.1.2. Ở Việt Nam ........................................................................................ 11 1.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng ......................................... 13 1.2.1. Trên thế giới ....................................................................................... 13 1.2.2. Ở Việt Nam ........................................................................................ 17 1.3. Kết luận chung ...................................................................................... 19 1.4. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ......................................................... 20 1.4.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................. 20 1.4.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................... 20 1.4.1.2. Địa hình, địa mạo ............................................................................ 20 1.4.1.3. Khí hậu ............................................................................................ 21 1.4.1.4. Thuỷ văn.......................................................................................... 22 1.4.2. Các nguồn tài nguyên ......................................................................... 22 iv 1.4.2.1. Hiện trạng tài nguyên rừng .............................................................. 22 1.4.2.2. Hiện trạng tài nguyên đất ................................................................. 23 1.4.2.3. Hiện trạng tài nguyên nước .............................................................. 23 1.4.2.4. Tài nguyên nhân văn ........................................................................ 24 1.4.3. Thực trạng về môi trường ................................................................... 24 1.4.4. Đặc điểm kinh tế - xã hội xã Chu Hương ............................................ 25 1.4.4.1. Tăng trưởng kinh tế ......................................................................... 25 1.4.4.2. Chuyển dịch cơ cấu kinh tế .............................................................. 25 1.4.4.3. Thực trạng phát triển kinh tế ............................................................ 25 1.4.4.4. Khu vực kinh tế nông - lâm nghiệp ................................................. 25 1.4.4.5. Ngành tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ ............................................ 28 1.4.4.6. Dân số, lao động và việc làm ........................................................... 28 1.4.4.7. Thực trạng phát triển các khu dân cư ............................................... 29 1.4.4.8. Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng .................................................. 29 1.4.5. Nhận xét chung về thực trạng phát triển kinh tế xã hội gây áp lực đối với tài nguyên rừng ...................................................................................... 32 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 34 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... 34 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 34 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 34 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 35 2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 35 2.3.1. Cơ sở phương pháp luận ..................................................................... 35 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 36 2.3.2.1. Cách tiếp cận ................................................................................... 36 2.3.2.2. Phương pháp kế thừa ....................................................................... 36 2.3.2.3. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn ................................................... 36 2.3.2.4. Tính toán xử lý số liệu ..................................................................... 43 v CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................... 45 3.1. Sinh trưởng và các chỉ tiêu trung bình của rừng trồng Mỡ ..................... 45 3.2. Sinh khối tươi của rừng trồng Mỡ .......................................................... 46 3.2.1. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ của rừng trồng Mỡ .......................... 46 3.2.2. Cấu trúc sinh khối tươi của tầng cây gỗ .............................................. 48 3.2.3. Cấu trúc sinh khối tươi cây bụi thảm tươi ........................................... 49 3.3. Xác định sinh khối khô của rừng trồng Mỡ ............................................ 50 3.3.1. Sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Mỡ ............................................... 50 3.3.2. Cấu trúc sinh khối khô của tầng cây gỗ ............................................... 52 3.3.3. Cấu trúc sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và thảm mục ..................... 55 3.4. Xác định khả năng tích lũy các bon thông qua sinh khối khô ................. 56 3.4.1. Khả năng tích lũy Các bon của thảm mục ........................................... 56 3.4.2. Khả năng tích lũy các bon của thảm tươi, cây bụi ............................... 57 3.4.3. Khả năng tích lũy các bon của cây Mỡ ............................................... 58 3.4.3.1. Khả năng tích lũy các bon của cây cá lẻ ........................................... 58 3.4.3.2. Khả năng tích lũy các bon của tầng cây Mỡ ..................................... 60 3.4.4. Khả năng tích lũy Các bon của rừng trồng Mỡ. .................................. 61 3.4.5. Tính lượng các bon tích lũy trung bình theo thời gian ......................... 64 3.5. Lượng giá trị môi trường của rừng trồng Mỡ ......................................... 66 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 69 1. Kết luận .................................................................................................... 69 2. Tồn tại ...................................................................................................... 70 3. Kiến nghị .................................................................................................. 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt II. Tiếng Anh PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CDM : Cơ chế phát triển sạch D1.3 : Đường kính tại vị trí 1,3 m Hvn : Chiều cao vút ngọn IPCC : Ủy ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu OTC : Ô tiêu chuẩn UNFCCC : Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Tình hình sản xuất nông nghiệp năm 2011 ................................... 26 Bảng 3.1. Các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng trồng Mỡ ở các tuổi 3, 5, 7 và 9 .................................................................... 45 Bảng 3.2. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ rừng trồng Mỡ........................... 47 Bảng 3.3. Sinh khối tươi của tầng cây gỗ ..................................................... 48 Bảng 3.4. Cấu trúc sinh khối tươi cây bụi, thảm tươi .................................... 49 Bảng 3.5. Cấu trúc sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Mỡ ........................... 51 Bảng 3.6. Cấu trúc sinh khối khô của tầng cây gỗ ........................................ 52 Bảng 3.7. Cấu trúc sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và thảm mục ............... 55 Bảng 3.8. Khả năng tích lũy các bon cây cá lẻ của cây Mỡ .......................... 59 Bảng 3.9. Khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ .............................. 62 Bảng 3.10. Lượng Các bon tích lũy theo thời gian........................................ 65 Bảng 3.11. Lượng CO2 tương đương ............................................................ 66 Bảng 3.12. Lượng các bon tích lũy và giá trị hấp thụ CO2 của rừng trồng Mỡ ......................................................................... 67 Bảng 3.13. Lượng các bon tích lũy và giá trị hấp thụ CO2 của rừng trồng Mỡ trong một năm ....................................................... 68 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ bố trí các ô đo đếm ............................................................. 37 Hình 2.2: Đo đếm sinh trưởng cây Mỡ. ........................................................ 38 Hình 2.3: Cắt mẫu để phân tích sinh khối khô và thể tích ............................. 40 Hình 2.4: Cắt cây bụi thảm tươi trong OTC .................................................. 41 Hình 2.5: Thu thập mẫu thảm mục. .............................................................. 42 Hình 3.1: Tỉ lệ sinh khối tươi cây bụi, thảm tươi ở các tuổi .......................... 50 Hình 3.2: Cấu trúc sinh khối khô các bộ phận cây Mỡ tuổi 3........................ 53 Hình 3.3: Cấu trúc sinh khối khô các bộ phận cây Mỡ tuổi 5........................ 53 Hình 3.4: Cấu trúc sinh khối khô các bộ phận cây Mỡ tuổi 7........................ 54 Hình 3.5: Cấu trúc sinh khối khô các bộ phận cây Mỡ tuổi 9........................ 54 Hình 3.6: Biểu đồ sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và thảm mục theo các tuổi ................................................................................. 56 Hình 3.7: Khả năng tích lũy Các bon của thảm mục ..................................... 57 Hình 3.8: Khả năng tích lũy các bon của thảm tươi, cây bụi ......................... 58 Hình 3.9: Khối lượng các bon tích lũy trong cây Mỡ cá lẻ............................ 60 Hình 3.10: Khối lượng các bon tích lũy trong rừng trồng Mỡ ....................... 61 Hình 3.11: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 3 .................... 62 Hình 3.12: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 5 .................... 63 Hình 3.13: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 7 .................... 63 Hình 3.14: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 9 .................... 64 Hình 3.15: Lượng cacbon tích lũy theo thời gian các tuổi 3, 5, 7 và 9 quy đổi lượng CO2 tương đương ................................................... 65 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Biến đổi khí hậu là vấn đề đang đe dọa nghiêm trọng đến cuộc sống của con người trên toàn thế giới, trong đó có Việt Nam. Nguyên nhân trực tiếp dẫn tới sự biến đổi khí hậu là do phát thải quá mức khí nhà kính, đặc biệt là CO2. Kể từ cuối thế kỷ XVIII, mức CO2 tăng thêm 35,4% chủ yếu do con người đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt trong quá trình phát triển công nghiệp. Tình trạng phá rừng, đốt rẫy, khai thác gỗ vô tổ chức cũng là nguyên nhân tạo ra hơn 20% phát thải khí nhà kính trên toàn cầu. Theo IPCC, Việt Nam sẽ là nước bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi biến đổi khí hậu. Nếu nhiệt độ tăng trên 2oC khoảng 22 triệu người Việt Nam sẽ mất chỗ ở và 45% đất nông nghiệp ở Đồng bằng sông Mê Kông sẽ biến thành đất không thể canh tác do mực nước biển dâng cao [6]. Những nghiên cứu trong và ngoài nước đều khẳng định biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng tới vùng biển nước ta. Mực nước biển dâng làm chế độ cân bằng sinh thái bị tác động mạnh. Kết quả là các quần xã sinh vật hiện hữu thay đổi cấu trúc, thành phần, trữ lượng bổ sung giảm sút. Cá ở các rạn san hô bị tiêu diệt rồi sẽ di cư đến các vùng biển khác. Việt Nam là nước đứng thứ 4 trong 10 nước chịu ảnh hưởng nhiều nhất do mực nước biển dâng lên [6]. Hiện nay, khoa học đã khẳng định rằng hệ sinh thái trên cạn có vai trò to lớn trong chu trình các bon của sinh quyển, lượng các bon trao đổi giữa các hệ sinh thái này với sinh quyển ước tính khoảng 60 tỷ tấn/năm. Rừng nhiệt đới trên toàn thế giới có diện tích khoảng 17,6 triệu km2 chứa đựng 428 tỷ tấn các bon trong sinh khối và trong đất…[4]. Rừng trồng có thể hấp thụ được 115 tấn các bon và sẽ bị giảm 20 - 30% nếu chuyển thành đất nông nghiệp. Lượng các bon lưu giữ trong rừng trên toàn thế giới là khoảng 800 - 1.000 tỷ tấn, trong 1 năm rừng hấp thụ 100 tỷ tấn khí CO2 và thải ra khoảng 80 tỷ tấn O2 [4]. Ở Việt Nam, 2 việc định giá rừng được đề cập đến trong Luật bảo vệ và phát triển rừng sửa đổi năm 2004. Ở đây việc quy định giá trị của rừng không đơn thuần chỉ là các giá trị sử dụng trực tiếp trong các hoạt động sản xuất, tiêu dùng, mua bán của con người như thức ăn, cây thuốc, nguồn gen… mà giá trị về môi trường của rừng đã được xem xét và đánh giá như giá trị về bảo tồn đa dạng sinh học, tích lũy các bon, phòng hộ đầu nguồn, vẻ đẹp cảnh quan… Thông qua việc mua bán tín chỉ các bon sẽ khuyến khích được các chủ rừng trồng rừng hoặc bảo vệ rừng tự nhiên hiện có. Vấn đề định lượng khả năng tích lũy các bon và giá trị thương mại các bon của rừng đã và đang được quan tâm. Nhưng trên thực tế cả trên thế giới và Việt Nam những nghiên cứu về vấn đề này còn ít. Trong khi đó mỗi dạng rừng, kiểu rừng, trạng thái rừng, loài cây ưu thế, tuổi của lâm phần khác nhau thì lượng các bon hấp thụ là khác nhau, trong khi đó thì không thể có bất kỳ cơ chế chi trả nào có thể áp dụng được cho mọi trường hợp. Do đó cần phải có những nghiên cứu cho từng loại hình rừng cụ thể về khả năng tích lũy các bon để làm cơ sở lượng hoá những giá trị kinh tế mà rừng mang lại trong điều hoà khí hậu và giảm tác hại của hiệu ứng nhà kính. Mỡ (Manglietia conifera) là cây gỗ lớn thường xanh cao tới 25 -30 m, đường kính ngang ngực 30 cm và có thể tới 50-60 cm. Thân tròn rất thẳng, vỏ màu xám bạc, thịt màu trắng có mùi thơm. Chiều cao dưới cành đạt tối thiểu 3/4 chiều cao cây. Gỗ Mỡ màu sáng hoặc vàng nhạt, mềm nhẹ, tỷ trọng 0,48 lít nứt nẻ, mối mọt. Đây là loài cây sinh trưởng nhanh, tỉa cành tự nhiên tốt, tái sinh chồi mạnh, có thể kinh doanh một, hoặc hai luân kỳ liên tiếp với năng suất cao nên mục đích kinh doanh chủ yếu từ trước tới nay là đối với loài cây gỗ này là cung cấp nguyên liệu gỗ nhỏ, gỗ nguyên liệu giấy, gỗ gia dụng, gỗ dán lạng, gỗ trụ mỏ,…. Hơn nữa, Mỡ là cây được phân bố nhiều ở vùng Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ vào đến Thanh Hoá, Hà Tĩnh, rải rác đến tận Quảng Bình. Với những lý do đó cây Mỡ đã được chọn là một trong 3 những loài cây trồng rừng chủ lực vùng miềm núi phía Bắc Việt Nam. Có nhiều nghiên cứu về cây Mỡ nhưng chủ yếu tập trung vào kỹ thuật gây trồng, tăng trưởng, sinh trưởng, chọn tạo giống, trồng rừng thâm canh, sản lượng gỗ,… Tuy nhiên, nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thu các bon của rừng trồng Mỡ thuần loài chỉ mới tiến hành ở 1 số địa điểm của Phú Thọ và Tuyên Quang. Để có cơ ở cho việc tính toán giá trị thương mại các bon mà rừng trồng Mỡ thuần loài có thể tạo ra ở từng địa phương, việc nghiên cứu xác định sinh khối và lượng các bon được tích. Chu Hương là xã nằm ở phía Nam huyện Ba Bể. Tài nguyên rừng của Chu Hương đa dạng và phong phú, có nhiều chủng loại cây gỗ với tổng diện tích đất lâm nghiệp có rừng là 2.657,06 ha chiếm 74,19% tổng diện tích đất tự nhiên. Phần lớn diện tích rừng hiện nay chủ yếu đã giao cho các hộ gia đình, cá nhân quản lý. Diện tích rừng sản xuất là 2.355,23 ha trong đó chủ yếu là rừng trồng Mỡ, diện tích rừng trồng này đã đóng góp lớn trong tỷ lệ che phủ rừng của địa phương, đóng góp cho nguồn sinh kế của người dân. Nhằm đi sâu nghiên cứu, đánh giá giá trị môi trường và khả năng tích luỹ các bon của rừng trồng Mỡ trên địa bàn xã Chu Hương, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn hiện nay, dự báo khả năng hấp thụ CO 2 của rừng Mỡ và các phương thức quản lý rừng để làm cơ sở khuyến khích, xây dựng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường, đây chính là những vấn đề còn thiếu nhiều nghiên cứu ở Việt Nam. Trên cơ sở đó, có những đề xuất, khuyến cáo người dân, cấp uỷ, chính quyền địa phương để có những định hướng, lựa chọn loại cây để đưa vào trồng rừng ở địa phương nhằm đáp ứng tốt nhất hiệu quả kinh tế và hiệu quả bảo vệ môi trường trong thời gian tới. Từ những điều kiện thực tiễn và nhu cầu khoa học trên đây nên tôi chọn đề tài nghiên cứu của mình là: “Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ (Manglietia conifera) tại xã Chu Hương, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn ”. 4 2. Mục đích nghiên cứu Nhằm cung cấp thêm những thông tin về khả năng tích lũy Các bon của rừng trồng Mỡ thuần loài tại xã Chu Hương - Ba Bể - Bắc Kạn, góp phần thực hiện Nghị định số 99/2010/NĐ-CP của Chính phủ về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng. 3. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá được lượng sinh khối của rừng trồng Mỡ tại xã Chu Hương, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn. - Đánh giá được lượng các bon tích lũy trong rừng trồng Mỡ tại xã Chu Hương, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn. - Bước đầu lượng hóa được giá trị môi trường của rừng trồng Mỡ tại khu vực nghiên cứu. 4. Ý nghĩa đề tài Tiếp cận với các phương pháp xác định lượng các bon tích lũy. Kết quả nghiên cứu đề tài là cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp chi trả dịch vụ môi trường rừng. 5 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Nghiên cứu về sinh khối và năng suất rừng 1.1.1. Trên thế giới Sinh khối và năng suất rừng là những vấn đề đã được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Từ những năm 1840 trở về trước, đã có những công trình nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt là vai trò hoạt động của diệp lục trong quá trình quang hợp để tạo nên các sản phẩm hữu cơ dưới tác động của các nhân tố tự nhiên như: Đất, nước, không khí, và năng lượng ánh sáng mặt trời. Sang thế kỷ XIX nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hóa phân tích, hóa thực vật và đặc biệt là vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên, các nhà khoa học đã thu được những thành tựu đáng kể. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có thể kể tới một số tác giả sau: Liebig (1840) lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động của thực vật tới không khí và phát triển thành định luật tối thiểu, sau đó Mitscherlich (1954) đã phát triển luật tối thiểu của Liebig thành luật "năng suất" [28]. Lieth (1964) đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồ năng suất, đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh. Duyiho cho biết hệ sinh thái rừng nhiệt đới năng suất chất khô thuần từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình là 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khô từ 60 800 tấn/ha/năm, trung bình là 450 tấn/ha/năm (Lê Hồng Phúc, 1996) [10]. Dajoz (1971) đưa ra năng suất của một số hệ sinh thái rừng như sau: + Mía ở Châu Phi: 76 tấn/ha/năm. + Rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm. 6 + Đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức): 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm (dẫn theo Lê Hồng Phúc, 1996) [10]. Theo Rodel (2002), mặc dù rừng chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, nhưng sinh khối thực vật của nó chiếm đến 75% so với tổng sinh khối thực vật trên cạn và lượng tăng trưởng sinh khối hàng năm chiếm 37% [32]. Canell (1982) đã cho ra đời cuốn sách “Sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng thế giới", cho đến nay nó vẫn là tác phẩm quy mô nhất. Tác phẩm đã tổng hợp 600 công trình nghiên cứu được toám tắt xuất bản về sinh khối khô, thân, cành, lá và một số thành phần sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 nước trên thế giới [26]. Trong những năm gần đây các phương pháp nghiên cứu định lượng, xây dựng các mô hình dự báo sinh khối cây rừng đã được áp dụng thông qua các mối quan hệ giữa sinh khối cây với các nhân tố điều tra cơ bản, dễ đo đếm như đường kính ngang ngực, chiều cao cây, giúp cho việc dự đoán sinh khối được nhanh và kinh tế hơn. Phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối được mô tả bởi Shurrman và Geodewaaen 1971; Moore 1973; Gadow và Hui 1999; Oliveira và cộng sự 2000; Voronoi 2001; McKenzie và cộng sự 2001. Có nhiều phương pháp ước tính sinh khối cho cây bụi và cây tầng dưới trong hệ sinh thái cây gỗ (Catchpole và Wheeler, 1992). Các phương pháp bao gồm: (1)- Lấy mẫu toàn bộ cây; (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)phương pháp mục trắc; (4)- phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan. Sinh khối rừng trên các vùng sinh thái khác nhau được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, để xác định đầy đủ sinh khối rừng không đơn giản, đặc biệt là sinh khối của hệ rễ trong đất rừng, nên việc làm sáng tỏ vấn đề trên đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn nữa mới đưa ra được những dẫn liệu mang tính thực tiễn và có sức thuyết phục cao. 7 Các thành phần tạo nên sinh khối rừng trồng trên mặt đất bao gồm bộ phận tầng cây gỗ, cây bụi thảm tươi và tầng thảm mục. Do đặc điểm hình thái và dạng tồn tại của mỗi bộ phận này là khác nhau nên các phương pháp nghiên cứu xác định các bộ phận này cũng khác nhau. Có nhiều phương pháp để xác định sinh khối tầng cây gỗ. Các phương pháp có thể tiến hành đo đếm trực tiếp tại lâm phần, sử dụng tỷ trọng gỗ để quy đổi ra sinh khối; cân tươi ngay tại rừng để lấy sinh khối tươi, sau đó lấy mẫu đem về sấy ở phòng thí nghiệm và quy đổi ra sinh khối khô toàn lâm phần; sử dụng các loại biểu thể tích, biểu sinh khối đã được lập sẵn cho từng loài,... Từng phương pháp cụ thể sẽ được trình bày ở dưới đây: (1) - Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối rừng Theo phương pháp này tổng lượng sinh khối của rừng trồng trên mặt đất được tính bằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khối tương ứng (thông thường là trọng lượng của sinh khối trên mặt đất/ha). Mật độ sinh khối của rừng phụ thuộc chủ yếu vào tổ thành loài cây, độ phì của đất và tuổi rừng. Gifford (2000) đã tính được mật độ sinh khối cho rừng trồng ở Australia là 244 tấn/ha. Do sai số của phương pháp này tương đối lớn nên thường chỉ được dùng khi ước lượng sinh khối rừng nhanh trên phạm vi quốc gia. (2) - Phương pháp dựa trên điều tra rừng thông thường Sử dụng phương pháp đo đếm trực tiếp truyền thống được sử dụng phổ biến trong điều tra rừng. Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém do phải đo đếm trên một số lượng OTC đủ lớn thì mới đảm bảo độ chính xác. (3) - Phương pháp dựa trên điều tra thể tích Phương pháp này dựa vào hệ số chuyển đổi để tính tổng lượng sinh khối trên mặt đất dựa trên thể tích thân cây. Phương pháp này bao gồm các bước cụ thể như sau: 8 - Tính thể tích thân cây gỗ từ số liệu điều tra. - Chuyển đổi từ thể tích thân cây gỗ thành sinh khối bằng cách nhân với tỷ trọng gỗ. - Tính tổng số sinh khối trên mặt đất bằng cách nhân với hệ số chuyển đổi sinh khối (tỷ lệ giữa tổng sinh khối với sinh khối thân). Hệ số chuyển đổi là “Tỷ số giữa tổng sinh khối trên mặt đất với sinh khối gỗ có giá trị thương mại”, như vậy định nghĩa này bao gồm cả thành phần không phải gỗ như lá. Hệ số này có giá trị từ 1,4 - 5,4 tuỳ thuộc vào cấp năng suất của rừng và phương pháp tính toán, đối với rừng trồng ở giai đoạn còn non thậm chí hệ số này có thể cao hơn. Kết quả nghiên cứu cho rừng Bạch đàn, Thông ở Australia và một số nước khác cho thấy hệ số chuyển đổi có quan hệ khá chặt chẽ với đường kính, chiều cao, tiết diện ngang, tuổi và tổng lượng carbon trên mặt đất của lâm phần. Từ quan hệ xây dựng được này có thể tính được hệ số chuyển đổi của một lâm phần rừng trồng nào đó, từ đó có thể tính được tổng sinh khối từ sinh khối thân cây của lâm phần. Tuy nhiên, theo IPCC cho rằng phương pháp này có sai số lớn nếu sử dụng hệ số mặc định cho tất cả các loại rừng, do đó cần phải có nghiên cứu cho từng địa phương, từng loài cây. (4) - Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần Theo phương pháp này sinh khối rừng được xác định từ phương trình đường thẳng để dự đoán sinh khối từ các phép đo đếm cây cá thể đơn giản. Y= bo + biXi Từ đó sinh khối lâm phần được tính theo công thức:  Y = N.bo + bi.  X i Hoặc một số phương trình dạng đơn giản khác như: Ln(Y) = bo + biln(Xi) 9 Trong đó: Y là sinh khối, Xi có được từ phép đo đơn giản (ví dụ như tổng tiết diện ngang), N là số cây trong lâm phần, b0 và bi là hệ số của phương trình. Khi các phương trình tương quan phi tuyến cho các biến lâm phần được sử dụng không cần sử dụng phương trình đơn giản trên để tính tổng sinh khối rừng. Tuy nhiên, một cách tốt nhất là kết hợp được kết quả từ những ước lượng độc lập về sinh khối lâm phần để từ đó xây dựng phương trình dựa trên lâm phần. Hạn chế của phương pháp này là yêu cầu phải thu thập một lượng nhất định số liệu các biến của lâm phần để có thể xây dựng được phương trình. Tổng tiết diện ngang, mật độ là những nhân tố dễ đo đếm chính xác nhất, tuổi rừng có thể xác định thông qua lịch sử rừng trồng. Các biến khí hậu cũng có thể được sử dụng để xây dựng các phương trình tương quan cho lâm phần nhưng thường rất khó khăn để thu thập các số liệu này. Một dạng các nhân tố ước lượng sinh khối khác là nhân tố điều tra lâm phần được ước lượng bằng công nghệ viễn thám hoặc đầu ra của mô hình. Trong một số trường hợp một biến, ví dụ như chiều cao lâm phần có thể được đo đếm trực tiếp trên hiện trường hoặc ước lượng bằng công nghệ viễn thám, từ chiều cao này thông qua phương trình đã xây dựng sẽ xác định được sinh khối lâm phần. Ngoài ra, còn có phương pháp đo đếm phi truyền thống như ước lượng sinh khối lâm phần trực tiếp bằng các thiết bị hàng không, vệ tinh. Những phương pháp này có độ tin cậy thấp hơn phương pháp đo đếm trực tiếp nhưng lại có chi phí rẻ hơn. Tuy nhiên, chi phí để thiết lập hệ thống lại rất đắt. (5) - Phương pháp dựa trên số liệu cây cá thể Hầu hết các nghiên cứu về sinh khối từ trước tới nay là dựa vào cây cá thể, trong đó sinh khối cây được xác định từ mối quan hệ của nó với các nhân tố điều tra khác của cây cá thể như chiều cao, đường kính ngang ngực, tiết diện ngang, thể tích,… hoặc tổ hợp các nhân tố này của cây. 10 Y (sinh khối) = f (nhân tố điều tra cây cá thể) Tuy nhiên, độ chính xác của phương pháp này không được đánh giá cao do việc lựa chọn cây cá lẻ có mức độ đại diện còn thấp và số lượng cây còn ít. (6) - Phương pháp dựa trên vật liệu khai thác Lượng carbon mất đi từ rừng sau khai thác được tính theo công thức: Y = H.D Trong đó: Y là tổng sinh khối mất đi do khai thác rừng trồng. H là tổng thể tích gỗ mất đi. D là tỷ trọng gỗ rừng trồng. Phương pháp này thường được sử dụng để tính lượng sinh khối bị mất sau khai thác. (7) - Phương pháp dùng biểu Biomass Phương pháp này cho độ chính xác cao do việc đo tính khối lượng khô các bộ phận rừng (thân, cành, vỏ, lá, gốc, rễ, vật liệu rơi rụng,…). (8)- Phương pháp dùng biểu sản lượng Dựa vào biểu sản lượng hay còn gọi là biểu quá trình sinh trưởng để có tổng trữ lượng thân cây gỗ/ha cho từng độ tuổi M (m3/ha), nhân với tỷ trọng khô bình quân của loài cây gỗ đó để có khối lượng khô thân cây, lại nhân với một hệ số chuyển đổi cho từng loại rừng để có khối lượng khô biomass. Phương pháp này đã được JIFPRO sử dụng tại Inđônêxia. (9) - Phương pháp dựa vào mô hình sinh trưởng Có ba dạng mô hình sinh trưởng chính, đó là: - Mô hình thực nghiệm, thống kê. - Mô hình động thái. - Mô hình tổng hợp.
- Xem thêm -