Tài liệu Nghiên cứu đặc cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng vầu đắng (indosasa angustata mc. clure) thuần loài tại tỉnh bắc kạn​

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGÔ XUÂN HẢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CARBON CỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (Indosasa angustata Mc. Clure) THUẦN LOÀI TẠI TỈNH BẮC KẠN LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM SINH THÁI NGUYÊN - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGÔ XUÂN HẢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CARBON CỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (Indosasa angustata Mc. Clure) THUẦN LOÀI TẠI TỈNH BẮC KẠN Ngành: Lm innh Mã iố: 9.62.02.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM SINH Ngườn hướng dân khoa ḥc: GS.TS Ṽ Đ̣n Han THÁI NGUYÊN - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi, công trình được thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS.TS. Võ Đại Hải, trong thời gian từ năm 2014 đến 2019. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các số liệu và tài liệu tham khảo đã được trích dẫn nguồn đầy đủ. Thái Nguyên , m 2020 Ngườn vnết c đoa n NCS. Ngô Xuân Hả ii LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên theo chương trình đào tạo tiến sĩ giai đoạn 2014 - 2019. Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, tác giả đã nhâ ̣n được sự quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa Lâm Nghiệp trường Đại học Nông Lâm, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, chi cục Kiểm lâm tỉnh Thái Nguyên,... nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu và có hiệu quả đó. Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng nhất đến GS.TS. Võ Đại Hải - người hướng dẫn khoa học, đã tận tâm và dành nhiều thời gian, công sức giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Sở Nông nghiê ̣p và Phát triển nông thôn, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thái Nguyên, huyện ủy và UBND huyện Đồng Hỷ đã tạo mọi điều kiện về thời gian và công việc để tác giả học tập và hoàn thành luận án này. Tác giả xin cảm ơn Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Bắc Kạn, Phòng NN & PTNT, các Hạt Kiểm lâm và người dân địa phương,,... trên địa bàn 3 huyện Chợ Đồn, Na Rì và Bạch Thông - tỉnh Bắc Kạn đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả triển khai thu thập số liệu ngoại nghiê ̣p. Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới người thân trong gia đình và bạn bè, đồng nghiê ̣p đã đnng viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này. Tác gna Ngô Xuân Hả iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC ii iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ ix DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH x MỞ ĐẦU 1 1. Sự cần thiết của đề tài............................................................................................1 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của của đề tài.........................................................2 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài..............................................................................3 4. Những đóng góp mới của đề tài.............................................................................3 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..........................................................................3 6. Cấu trúc luận án.....................................................................................................4 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5 1.1. Tổng quan nghiên cứu trên thế giới....................................................................5 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng............................................................................5 1.1.2. Nghiên cứu về sinh khối và carbon tích lũy trong hệ sinh thái rừng................7 1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam....................................................................15 1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng..........................................................................15 1.2.2. Nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy carbon trong hệ sinh thái rừng ................................................................................................................................. 18 1.2.3. Nghiên cứu về khả năng tích lũy sinh khối và carbon rừng tre trúc...............24 1.2.4. Nghiên cứu về cây Vầu đắng ở Việt Nam......................................................26 1.3. Nhận xét và đánh giá chung..............................................................................29 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1. Nni dung nghiên cứu.........................................................................................32 2.2. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................32 2.2.1. Cách tiếp cận.................................................................................................32 iv 2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể..............................................................33 Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 46 3.1. Điều kiện tự nhiên............................................................................................46 3.1.1. Vị trí địa lý.....................................................................................................46 3.1.2. Địa hình, địa mạo...........................................................................................47 3.1.3. Khí hậu, thủy văn...........................................................................................47 3.1.4. Thảm thực vật................................................................................................48 3.1.5. Đặc điểm tài nguyên đất................................................................................49 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hni..................................................................................49 3.2.1. Dân số, dân tnc và lao đnng...........................................................................49 3.2.2. Thực trạng phát triển ngành nông, lâm nghiệp...............................................50 3.2.3. Cơ sở hạ tầng.................................................................................................51 3.3. Nhận xét và đánh giá chung..............................................................................51 3.3.1. Thuận lợi........................................................................................................51 3.3.2. Khó khăn.......................................................................................................51 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53 4.1. Diện tích và phân bố rừng Vầu đắng ở tỉnh Bắc Kạn........................................53 4.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn ................................................................................................................................. 57 4.2.1. Cấu trúc mật đn rừng Vầu đắng.....................................................................57 4.2.2. Cấu trúc tuổi rừng Vầu đắng..........................................................................59 4.2.3. Quy luật phân bố N/D1,3.................................................................................61 4.2.4. Quy luật phân bố N/Hvn................................................................................64 4.2.5. Tương quan Hvn - D1,3...................................................................................66 4.2.6. Sinh trưởng Vầu đắng....................................................................................67 4.2.7. Cấu trúc tầng cây bụi, thảm tươi dưới tán rừng Vầu đắng.............................69 4.3. Nghiên cứu sinh khối rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn....................70 4.3.1. Nghiên cứu sinh khối tươi rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn..........70 4.3.2. Nghiên cứu sinh khối khô rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn..........80 v 4.4. Nghiên cứu lượng carbon tích lũy của rừng Vầu đắng tự nhiên thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn............................................................................................89 4.4.1. Nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của cây cá lẻ.......................................89 4.4.2. Lượng carbon tích lũy trong tầng cây Vầu đắng ở Bắc Kạn..........................94 4.4.3. Lượng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng dưới tán rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn.............................................................................98 4.4.4. Lượng carbon tích lũy toàn lâm phần Vầu đắng thuần loài..........................101 4.5. Xây dựng các mô hình dự báo sinh khối và lượng carbon tích lũy rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn..........................................................104 4.5.1. Mối quan hệ giữa sinh khối, carbon tích lũy trong cây cá lẻ với D1,3, Hvn............104 4.5.2. Mối quan hệ giữa lượng sinh khối, carbon tích lũy toàn lâm phần với nhân tố điều tra rừng (D1,3, Hvn và mật đn)................................................111 4.5.3. Xác định hệ số chuyển đổi lượng carbon tích lũy từ sinh khối rừng............112 4.6. Đề xuất các giải pháp quản lý rừng Vầu đắng thuần loài bền vững theo hướng nâng cao khả năng tích lũy carbon và phương pháp xác định nhanh sinh khối, lượng carbon tích lũy trong rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn .................................................................................................................... 113 4.6.1. Đề xuất các giải pháp quản lý rừng Vầu đắng thuần loài bền vững theo hướng nâng cao khả năng tích lũy carbon...................................................113 4.6.2. Đề xuất phương pháp xác định nhanh sinh khối và lượng carbon tích lũy trong rừng Vầu đắng...................................................................................115 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 117 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC 133 121 vi vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Ký hnệu Gnan thích AGB Sinh khối trên mặt đất BAU Kịch bản như bình thường CBTT Cây bụi thảm tươi CDM Cơ chế phát triển sạch Ch Dạng sống Cây chồi sát đất CP Chính phủ C-PFES Chi trả dịch vụ hấp thụ carbon Cr Dạng sống Cây chồi ẩn D1.3 Đường kính ngang ngực (cm) Fp Dạng sống Cây bì sinh Hm Dạng sống Cây dây leo sống dựa Hp Dạng sống Cây thân thảo Hvn Chiều cao vút ngọn (m) IPCC Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu KNK Khí nhà kính Lp Dạng sống Cây dây leo Mi Dạng sống Cây thân cau dừa N Mật đn (cây/ha) Na Dạng sống Cây bụi NĐ Nghị định NDC NN&PTNT OTC R REDD+ Cam kết quốc gia tự nguyện Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Ô tiêu chuẩn Hệ số tương quan hồi quy Giảm phát thải khí nhà kính từ mất rừng và suy thoái rừng SK Sinh khối T/ha Tấn/ha TB Trung bình viii VRR Vật rơi rụng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Sinh khối và carbon tích lũy của mnt số hệ sinh thái rừng trên thế giới..........10 Bảng 1.2. Phương trình dự báo sinh khối cho mnt số loài tre trúc phổ biến trên thế giới........................................................................................13 Bảng 1.3. Tương quan đường kính, chiều cao mnt số loài tre............................18 Bảng 1.4. Trữ lượng các bon trung bình trong các hệ sinh thái rừng Việt Nam........24 Bảng 2.1. Số cây tiêu chuẩn Vầu đắng chặt hạ...................................................37 Bảng 4.1. Diện tích rừng Vầu đắng ở tỉnh Bắc Kạn...........................................53 Bảng 4.2. Diện tích rừng Vầu đắng thuần loài phân bố theo các huyện ở tỉnh Bắc Kạn......................................................................................54 Bảng 4.3. Diện tích rừng Vầu đắng tự nhiên thuần loài phân bố ở 3 huyện Chợ Đồn, Na Rì và Bạch Thông........................................................55 Bảng 4.4. Mật đn rừng Vầu đắng ở các điểm nghiên cứu...................................58 Bảng 4.5. Phân bố số cây theo cấp tuổi rừng Vầu đắng thuần loài ở Bắc Kạn...........59 Bảng 4.6. Phân bố N/D1,3 theo các cấp mật đn rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn...........62 Bảng 4.7. Phân bố N/Hvn theo các cấp mật đn rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn........64 Bảng 4.8. Tương quan Hvn - D1,3 rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn.........66 Bảng 4.9. Sinh trưởng rừng Vầu đắng tự nhiên thuần loài theo mật đn ở các địa điểm nghiên cứu...........................................................................68 Bảng 4.10. Thành phần cây bụi thảm tươi, thực vật ngoại tầng dưới tán rừng Vầu đắng thuần loài ở tỉnh Bắc Kạn...................................................69 Bảng 4.11. Sinh khối tươi cây cá lẻ ở Bắc Kạn....................................................70 Bảng 4.12. Sinh khối tươi lâm phần Vầu đắng theo cấp tuổi và mật đn...............73 Bảng 4.13. Sinh khối tươi cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng dưới tán rừng Vầu đắng thuần loài...........................................................................75 Bảng 4.14. Cấu trúc sinh khối tươi toàn lâm phần Vầu đắng thuần loài...............78 Bảng 4.15. Sinh khối khô cây cá lẻ ở Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn..................80 Bảng 4.16. Sinh khối khô Vầu đắng theo 3 cấp mật đn........................................82 ix Bảng 4.17. Sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng dưới tán rừng Vầu đắng ở Bắc Kạn..........................................................................84 Bảng 4.18. Cấu trúc sinh khối khô lâm phần Vầu đắng thuần loài.......................87 Bảng 4.19. Hàm lượng carbon trong các bn phận cây Vầu đắng tại các điểm nghiên cứu..........................................................................................89 Bảng 4.20. Cấu trúc lượng cacbon tích lũy trong cây cá lẻ Vầu đắng..................92 Bảng 4.21. Lượng carbon tích lũy trong tầng cây Vầu đắng theo 3 cấp mật đn.........95 Bảng 4.22. Cấu trúc lượng carbon tích lũy tầng cây cao Vầu đắng......................96 Bảng 4.24. Lượng carbon tích lũy toàn lâm phần Vầu đắng thuần loài..............102 Bảng 4.25. Tương quan giữa sinh khối tươi cây cá lẻ Vầu đắng với D1,3 và Hvn .........................................................................................................105 Bảng 4.26. Tương quan sinh khối khô cây cá lẻ Vầu đắng với D 1,3 và Hvn .........................................................................................................107 Bảng 4.27. Hệ số chuyển đổi từ sinh khối tươi sang sinh khối khô cây cá lẻ Vầu đắng ở Bắc Kạn........................................................................108 Bảng 4.28. Tương quan giữa lượng carbon tích lũy trong cây cá lẻ Vầu đắng với D1,3 và Hvn.................................................................................109 Bảng 4.29. Tương quan giữa sinh khối, carbon tích lũy trong lâm phần Vầu đắng với D1,3 và N............................................................................111 Bảng 4.30. Tỷ lệ lượng carbon tích lũy và sinh khối khô rừng Vầu đắng...........112 x DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 2.1. Sơ đồ bố trí ô tnêu chuẩn, ô thứ cấp, ô ḍng ban............................35 Hình 2.2. Đoạn thmn ngầ gắn vớn cmy tnêu chuẩn để xác định innh khốn....................................................................................................39 Hình 3.1. Ban đồ vị trí khu vực nghnên cứu....................................................46 Hình 4.1. Phmn bố iố cmy theoa cấp tuổn ở các cấp ật độ rừng Vầu đắng...................................................................................................61 Hình 4.2. Bnểu đồ phmn bố N/D1,3 Vầu đắng theoa cỡ đường kính..................63 Hình 4.4. Tương qu n Hvn – D1,3 rừng Vầu đắng thuần loaàn tỉnh Bắc Ḳn....................................................................................................67 Hình 4.5. Cấu trúc innh khốn tươn cmy cá lẻ Vầu đắng ṭn tỉnh Bắc Ḳn ...........................................................................................................71 Hình 4.6. Snnh khốn tươn cmy cá lẻ Vầu đắng theoa cấp tuổn và đị đnể nghnên cứu.........................................................................................72 Hình 4.7. Snnh khốn tươn Vầu đắng theoa cấp ật độ ṭn 3 huyện nghnên cứu.....................................................................................................74 Hình 4.8. Snnh khốn tươn Vầu đắng theoa các cấp ật độ ṭn tỉnh Bắc Ḳn....................................................................................................75 Hình 4.9. Snnh khốn tươn cmy bụn tha tươn, vật rơn rụng theoa các cấp ật độ................................................................................................77 Hình 4.10. Cấu trúc innh khốn tươn toaàn lm Hình 4.11. phần rừng Vầu đắng...............79 Cấu trúc innh khốn khô cmy cá lẻ Vầu đắng ṭn tỉnh Bắc Ḳn ...........................................................................................................81 Hình 4.12. Snnh khốn khô lm phần Vầu đắng theoa cấp ật độ......................83 Hình 4.13. Cấu trúc innh khốn khô lm Hình 4.14. Snnh khốn khô cmy bụn và tha Hình 4.15. Snnh khốn khô lm Hình 4.16. Snnh khốn khô trung bình rừng Vầu đắng theoa cấp Hình 4.17. Cấu trúc c rboan tích lũy troang cmy cá lẻ Vầu đắng.......................94 phần Vầu đắng theoa cấp tuổn............84 tươn theoa các cấp phần Vầu đắng theoa các cấp ật độ..............86 ật độ.................88 ật độ..........88 xi Hình 4.18. Cấu trúc lượng c rboan tích lũy toaàn lm phần Vầu đắng thuần loaàn...................................................................................................104 Hình 4.19. Tương qu n innh khốn tươn cmy cá lẻ Vầu đắng ṭn huyện Chợ Đồn vớn Hvn theoa hà Hình 4.20. Lnne r và hà Poawer..............................106 Tương quan giữa lượng carbon tích lũy trong cây cá lẻ Vầu đắng với Hvn tại huyện Bạch Thông bằng các dạng hàm khác nhau........110 xii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Ảnh 4.1. Rừng Vầu đắng thuần loài tại huyện Bạch Thông................................57 Ảnh 4.2. Lấy mẫu sinh khối tươi cây cá lẻ.........................................................71 Ảnh 4.3. Đào thân ngầm cây tiêu chuẩn..............................................................72 Ảnh 4.4. Sấy mẫu sinh khối thân và cành Vầu đắng trong phòng thí nghiệm .............................................................................................................82 Ảnh 4.5. Sinh khối các bn phận cây Vầu đắng sau khi sấy khô.......................85 Ảnh 4.6. Mẫu sinh khối khô để phân tích carbon................................................91 1 MỞ ĐẦU 1. Sự cần thnết củ đề tàn Hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng nhằm làm giảm sự phát thải khí nhà kính (KNK) là mnt trong những loại dịch vụ môi trường rừng được chi trả tiền dịch vụ môi trường rừng (gọi tắt là C-PFES) theo quy định tại Điều 4, khoản 2, điểm c của Nghị định 99/2010/NĐ-CP ngày 24 tháng 9 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng [7]. Gần đây, để triển khai các cam kết thực hiện Thỏa thuận Paris mà cụ thể là cam kết đóng góp do quốc gia tự xác định của Việt Nam (NDC) thì nước ta sẽ giảm 8% phát thải khí nhà kính so với kịch bản kinh doanh bình thường (BAU) vào năm 2030 với nguồn lực trong nước và giảm 25% với sự hỗ trợ của quốc tế. Để thực hiện giảm phát thải, NDC đã đề xuất 45 Phương án trong giảm thiểu KNK tập trung vào bốn lĩnh vực: (i) Năng lượng (bao gồm năng lượng sử dụng trong vận tải và xây dựng), (ii) Chất thải, (iii) Nông nghiệp, và (iv) Thay đổi sử dụng đất. Để thực hiện các hoạt đnng này, việc bảo vệ rừng, bảo tồn trữ lượng carbon rừng thông qua hoạt đnng chi trả dịch vụ môi trường rừng là giải pháp quan trọng. Nhằm tăng cường và thể chế hóa việc chi trả dịch vụ hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng, tại Điều 63, khoản 2, điểm đ của Luật Lâm nghiệp [47] quy định Tổ chức, cá nhân hoạt đnng sản xuất, kinh doanh gây phát thải khí nhà kính lớn là mnt trong những đối tượng phải chi trả tiền dịch vụ môi trường rừng về hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng. Đây là nni dung còn rất mới mẻ đối với Việt nam nhưng được đánh giá là có tiềm năng lớn, tạo thêm nguồn thu cho các hoạt đnng quản lý và phát triển rừng bền vững ở nước ta. Mặc dù hiện nay hành lang pháp lý cho việc thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừng bao gồm dịch vụ hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng đã có cơ sở và hiệu lực nhưng việc thực thi còn rất nhiều cản trở do chúng ta chưa có đủ cơ sở khoa học cũng như thực tiễn cho việc xác định khả năng tích lũy các bon của từng loại rừng. Theo đánh giá của các nhà khoa học trên thế giới, tre nứa là đối tượng rừng có năng lực hấp thụ carbon rất lớn vì ngoài việc cây tăng trưởng rất nhanh ở thời kỳ măng thì hàng năm còn có thể lấy ra khỏi rừng mnt lượng carbon nhất định theo các biện pháp khai thác và kinh doanh rừng. Vì vậy, nếu so sánh với 2 rừng trồng cây gỗ, lượng carbon hấp thụ và lưu giữ bởi rừng tre nứa là rất lớn. Tuy nhiên, hiện nay các công trình nghiên cứu ở nước ta mới chỉ tập trung nghiên cứu sinh khối và khả năng lưu giữ các bon của mnt số dạng rừng trồng và rừng gỗ tự nhiên, ít quan tâm đến đối tượng rừng tre nứa, đặc biệt là nghiên cứu về sinh khối và carbon rừng Vầu đắng thì còn rất ít và thiếu tính hệ thống. Rừng Vầu đắng là loại rừng thứ sinh hình thành sau khi rừng gỗ nguyên sinh bị tác đnng mạnh. Vầu đắng là loài tre không gai, thân ngầm dạng roi, thân tre mọc phân tán từng cây, phát triển rất tốt dưới tán thưa của rừng cây gỗ nhất là ở các khe hẻm, thung lũng. Đây là loài điển hình cho nhóm mọc tản, có kích thước thân lớn của nước ta. Kích thước thân khí sinh trung bình có thể đạt cao 17m, đường kính 10cm, lóng dài 35cm, vách thân dày 1cm, thân tươi nặng 30kg. Vầu đắng mọc tự nhiên và có phân bố nhiều ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Kạn, Phú Thọ, Thái Nguyên và có thể phát triển mở rnng ở các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Sơn La, Hoà Bình, Thanh Hoá. Bắc Kạn là mnt tỉnh thunc vùng núi trung du Đông Bắc Việt Nam, có 80% diê ̣n tích là đồi núi. Tổng diê ̣n tích rừng tự nhiên của Bắc Kạn là 281.672 ha, chủ yếu là rừng thứ sinh phân bố ở hầu hết các xã, thị trấn của tỉnh, trong đó rừng Vầu đắng có trên 3.000 ha, tập trung nhiều tại các huyện Na Rì, Chợ Đồn và Bạch Thông. Hiện nay, rừng Vầu đắng của tỉnh Bắc Kạn chủ yếu mới được thừa nhận về giá trị kinh tế và xã hni, giá trị phòng hn môi trường chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều, trong đó có khả năng tích lũy carbon để làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng cũng như xác định giá trị phòng hn của rừng Vầu đắng, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ và phát triển rừng Vầu đắng bền vững trong thời gian tới. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài “Ngh̉ên cứu đặc đ̉ểm cấu trúc và kha năng tích lũy carbon của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure) thuần loà̉ tạ̉ tỉnh Bắc Kạn” được đặt ra là thật sự cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Ý nghĩ khoa ḥc và thực tnễn củ củ đề tàn 2.1. Ý nghĩa khoa học Cung cấp các thông tin cơ bản và góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học về đặc điểm cấu trúc, sinh khối và lượng carbon tích lũy của rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn. 3 2.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu là cơ sở đề xuất phương án chi trả dịch vụ hấp thụ và lưu giữ carbon rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn và những nơi khác có điều kiện tương tự. - Là cơ sở đề xuất các các giải pháp quản lý bền vững và nâng cao khả năng tích lũy carbon của rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn. 3. Mục tnêu nghnên cứu củ đề tàn 3.1. Về lý luận - Xác định được đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn. - Xác định được sinh khối và lượng carbon tích lũy cây cá lẻ và rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn. 3.2. Về thực tiễn - Xây dựng được các mô hình dự báo về sinh khối và lượng carbon tích lũy cây cá lẻ và lâm phần rừng Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn. - Đề xuất được các giải pháp quản lý rừng nhằm nâng cao khả năng tích lũy carbon của rừng cũng như việc xác định nhanh sinh khối và lượng carbon tích lũy Vầu đắng tại tỉnh Bắc Kạn. 4. Những đóng góp ớn củ đề tàn Đây là công trình nghiên cứu có hệ thống và toàn diện về đặc điểm cấu trúc, sinh khối và khả năng tích lũy carbon rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn, những đóng góp mới của luận án là: - Đã xác định được đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn theo cấp đường kính, chiểu cao và cấp mật đn. - Đã xác định được sinh khối và lượng carbon tích lũy của cây cá lẻ và rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn. - Đã xây dựng được các mô hình dự báo sinh khối, lượng carbon tích lũy cây cá lẻ và rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn. 5. Đốn tượng và pḥ vn nghnên cứu 5.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là rừng Vầu đắng thuần loài tại tỉnh Bắc Kạn. Trong đề tài này rừng Vầu đắng thuần loài được hiểu là rừng Vầu đắng có tỷ lệ Vầu đắng chiếm >90% thành phần cây đứng trong lâm phần. 5.2. Phạm vi nghiên cứu + Về ội du g ghin cứu: 4 - Về đặc điểm cấu trúc: Chỉ nghiên cứu cấu trúc mật đn, cấu trúc tuổi thân khí sinh, phân bố N/D1,3, N/Hvn. - Về sinh khối và lượng carbon tích lũy: chỉ xác định sinh khối và lượng carbon tích lũy ở thời điểm nghiên cứu mà chưa có điều kiê ̣n xác định lượng sinh khối và carbon tích lũy được lấy ra khỏi rừng trong quá trình kinh doanh và quản lý rừng. - Đối với tầng cây cao đề tài chỉ giới hạn trong nghiên cứu sinh khối và caron tích lũy trong cây Vầu đắng. - Về sinh khối cây Vầu đắng: Đề tài chưa có điều kiện nghiên cứu sinh khối rễ. + Về địa bà ghin cứu: Nghiên cứu được thực hiê ̣n tại các huyện có diện tích rừng Vầu đắng nhiều nhất ở tỉnh Bắc kạn là: Na Rì, Chợ Đồn và Bạch Thông. 6. Cấu trúc luận án Luận án ngoài phần tài liệu tham khảo và các phụ lục, được kết cấu thành các phần sau đây: - Phần mở đầu. - Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu. - Chương 2. Nni dung và phương pháp nghiên cứu. - Chương 3. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hni khu vực nghiên cứu - Chương 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận. - Kết luận, tồn tại và kiến nghị. 5 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng qu n nghnên cứu trên thế gnớn 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Nghin cứu về cấu trúc rừ g ói chu g Cấu trúc rừng được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu vì nó cung cấp những thông tin cơ bản nhất của mnt hệ sinh thái rừng, bao gồm các thông tin về loài cây, tổ thành loài, dạng sống, các tầng thứ trong rừng, mật đn, trữ lượng rừng,... làm cơ sở cho việc xác định các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác đnng vào rừng cũng như sử dụng rừng. Đã có nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu mnt cách có hệ thống về vấn đề này như Baur G. (1976) [2], Odum E. P (1971) [99], Catinot (1965) [5]; Plaudy J (1987) [44]. Klaus et. al (2012), [84], Liu et. al (2002) [91], Li Yiqing (1992) [89] nghiên cứu về cấu trúc rừng và sử dụng các hàm toán học như Weibull để mô phỏng cấu trúc rừng; Vanclay (1994) [108] nghiên cứu về cấu trúc chiều cao vút ngọn. Mnt số tác giả như Zucchini et. al (2001) [121] đã nghiên cứu về mối tương quan giữa đường kính với chiều cao rừng. Vanclay (2009) [109] đã dựa trên phương trình D = β(H - 1.3)/ ln(N) để xây dựng mối quan hệ giữa các nhân tố này cho mnt số loài cây như Tếch, Vân sam Na Uy, Tùng bách tán. Burkhart (1982) [69] sử dụng hàm Beta để mô tả phân bố N/D1,3. Roemisch (1975) (dẫn theo Phạm Ngọc Giao (1996) [19]) đã nghiên cứu khả năng dùng hàm Gammar để mô phỏng sự biến đổi theo tuổi của phân bố D1,3 cây rừng. Nghin cứu cấu trúc rừ g tre trúc Theo Seethalakshmi (2016) [103], tổng diện tích rừng tre trúc trên thế giới là khoảng 36 triệu ha, tương đương với 3,2% tổng diện tích rừng trên trái đất, trong đó 80% diện tích phân bố ở Châu Á, 10% ở Châu Mỹ và 10% ở Châu Phi. Theo ước tính có khoảng 30% diện tích rừng tre trúc trên thế giới là rừng trồng, tương đương với 3,8% diện tích rừng trồng các loài cây gỗ. Về chủ quản lý, khoảng 6% diện tích quản lý bởi tư nhân và 36% diện tích quản lý bởi các chủ thể nhà nước. Con số này khá đối lập với chủ sở hữu rừng cây gỗ khi chỉ có 20% tổng diện tích được quản lý bởi khu vực tư nhân. Ở Châu Á, Ấn Đn là nước sở hữu diện tích rừng tre trúc lớn 6 nhất với 11,4 triệu ha, tương đương với 50% diện tích rừng tre trúc của toàn Châu Á. Tác giả cho rằng tre trúc là loài cây sinh trưởng nhanh, tiềm năng tích lũy sinh khối lớn, lượng carbon tích lũy trong tre trúc được giữ lâu bền trong các sản phẩm như đồ mỹ nghệ, nni thất, sàn, nhà cửa,… nên rừng tre trúc có tiềm năng rất lớn trong việc tham gia thị trường carbon toàn cầu. Rừng tre trúc là mnt trong những hệ sinh thái rừng quan trọng trên trái đất và phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của Châu Á. Theo Jia (2009) [82], diện tích rừng Tre trúc ở Trung Quốc là khoảng 5,4 triệu ha, chiếm 3% tổng diện tích rừng tại quốc gia này. Ở Trung quốc có khoảng 500 loài thunc họ tre trúc trong đó có 39 loài thunc phân họ tre. Riêng loài Trúc sào Phyêllostachyês pubesce s chiếm 3,37 triệu ha (chiếm 70% tổng diện tích tre trúc ở Trung Quốc) (Zhu et. al, 1994 [120]; Wang et. al., 2013 [113]). Rừng tre trúc cung cấp vật liệu xây dựng và thức ăn cho con người, cũng như các giá trị kinh tế và sinh thái (Scurlock et. al, 2000) [102]. Sự phát triển của tre trúc khác với các cây thân gỗ và có mnt số đặc điểm riêng biệt như phát triển nhanh, năng suất cao và nhanh chóng trưởng thành từ măng đến thân khí sinh (Fu, 2000 [79], Scrulock et. al, 2000 [102]). Scurlock et. al (2000) [102] và Yen & Lee (2011) [117] chỉ ra rằng sự phát triển của rừng tre trúc dựa trên cơ sở thân ngầm nằm dưới mặt đất và thân khí sinh được sinh ra hàng năm. Vì vậy, rừng tre trúc thường có cấu trúc tuổi không đồng đều với nhiều loại thân khí sinh có tuổi khác nhau cùng phân bố. Để tính toán lượng carbon của rừng tre nữa, các tác giả thường căn cứ vào đặc điểm cấu trúc rừng. Zhang et. al (2014) [118] đã mô tả cấu trúc rừng Trúc sào (Phyêllostachyês pubesce s) là loài cây mọc tản (giống Vầu đắng) bằng 2 biến D 1,3 và tuổi thân khí sinh thông qua hàm tỷ lệ sống (survival function) dựa trên hàm Weibull như sau: Kết quả tính toán của tác giả cho thấy dùng hàm weibull mô phỏng tốt cho phân bố đường kính và tuổi rừng trúc sào. Tác giả cũng đề xuất nên sử dụng hàm