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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––––––––– PHẠM QUANG HẢI NGHIÊN C ỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON R ỪNG VẦU ĐẮNG (Indosasa angustata Mc. Clure) THUẦN LOÀI TẠI HUYỆN CHỢ ĐỒN, TỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành: Lâm học Mã s ố: 60 62 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHI ỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. Đỗ Hoàng Chung THÁI NGUYÊN - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và k ết quả nghiên ứcu trong luận văn này là trung th ực, đầy đủ, rõ ngu ồn gốc và ch ưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Các thông tin, tài li ệu tham khảo sử dụng trong luận văn này đều đã được ghi rõ ngu ồn gốc. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện cho luận văn này đã được cảm ơn. Tôi xin ch ịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước phòng đào t ạo và nhà tr ường về các thông tin, số liệu trong đề tài. Thái Nguyên, ngày 03 tháng 10ă mn 2016 Người viết cam đoan Phạm Quang Hải ii LỜI CẢM ƠN Xuất phát ừt nguyện vọng của bản thân và được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghi ệp, Phòng Đào t ạo - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên tác ảgitiến hành th ực hiện đề tài “ Nghiên ứcu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure) thuần loài t ại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn”. Sau một thời gian làm vi ệc đến nay bản luận văn của tác giả đã hoàn thành. Nhân d ịp này tác giả xin bày t ỏ lòng bi ết ơn sâu s ắc tới TS. Đỗ Hoàng Chung là ng ười tận tâm h ướng dẫn tác giả trong thời gian thực hiện đề tài. Tác giả xin chân thành c ảm ơn các thầy cô giáo phòng Đào t ạo, khoa Lâm nghi ệp những người đã truy ền thụ cho tác giả những kiến thức và phương pháp nghiênứcu quý báu trong thời gian tác giả theo học tại trường. Tác giả xin chân thành c ảm ơn UBND huyện Chợ Đồn, UBND các xã …. đã nhi ệt tình tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiênứcu. Và cu ối cùng tác giả xin chân thành c ảm ơn sâu s ắc nhất tới gia đình, bạn bè và những người luôn quan tâm chia s ẻ và t ạo mọi điều kiện giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu vừa qua. Do lần đầu làm quen v ới nghiên ứcu khoa học, nên luận văn không tránhđược những thiếu sót. Vì v ậy, tác giả kính mong được sự đóng góp ý kiến quý báu của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn của tác giả thêm phong phú và hoàn thiện hơn. Tác giả xin trân tr ọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng ă9mn 2016 Tác giả luận văn Phạm Quang Hải iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................................................i LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................................................ii MỤC LỤC................................................................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÝ HI ỆU VÀ C ỤM TỪ VIẾT TẮT.......................................vi DANH MỤC CÁC B ẢNG..........................................................................................................vii DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................................viii MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề..............................................................................................................................................1 2. Mục tiêu nghiênứcu.........................................................................................................................3 3. Ý ngh ĩa của đề tài...........................................................................................................................3 3.1. Ý ngh ĩa khoa học của đề tài.................................................................................................3 3.2. Ý ngh ĩa thực tiễn của đề tài.................................................................................................3 4. Đóng góp m ới của luận văn.....................................................................................................4 Chương 1: TỔNG QUAN CÁC V ẤN ĐỀ NGHIÊN C ỨU..................................5 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu................................................................................................5 1.1.1. Trên thế giới.................................................................................................................................5 1.1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng..........................................................................................5 1.1.1.2. Nghiên cứu về sinh khối và n ăng suất rừng........................................................6 1.1.1.3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng.......................................................7 1.1.2. Ở Việt Nam...................................................................................................................................9 1.1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng..........................................................................................9 1.1.2.2. Nghiên cứu về sinh khối và n ăng suất rừng.....................................................11 1.1.2.3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng....................................................14 1.1.2.4. Nghiên cứu về cây V ầu Đắng...................................................................................16 1.1.3. Nhận xét,đánh giá chung...................................................................................................20 iv 1.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu.........................................................................................21 1.2.1. Các yếu tố về điều kiện tự nhiên..................................................................................21 1.2.2. Các yếu tố kinh tế khu vực huyện Chợ Đồn.........................................................24 1.2.3. Các yếu tố xã h ội huyện Chợ Đồn.............................................................................26 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PH ƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU..................27 2.1. Đối tượng và ph ạm vi nghiên cứu..................................................................................27 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................................27 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu..............................................................................................................27 2.2. Nội dung..........................................................................................................................................27 2.3. Phương pháp nghiênứcu........................................................................................................28 2.3.1. Cách tiếp cận............................................................................................................................28 2.3.2. Phương pháp kế thừa...........................................................................................................28 2.3.3. Phương pháp tham vấn.......................................................................................................28 2.3.4. Phương phápđiều tra ô tiêu chuẩn...............................................................................28 2.3.4.1. Số lượng và v ị trí các ô mẫu......................................................................................28 2.3.4.2. Hình dạng và kích th ước ô m ẫu.............................................................................28 2.3.4.3. Các bể chứa các bon phần trên mặt đất cần đo đếm.....................................29 2.3.4.4. Đo đếm tại ô tiêu chuẩn.................................................................................................30 2.3.5. Tính toán xử lý s ố liệu.......................................................................................................34 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN C ỨU VÀ TH ẢO LUẬN...............................38 3.1. Đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.......38 3.1.1. Quy luật phân b ố N/D........................................................................................................38 3.1.2. Quy luật phân b ố N/H........................................................................................................40 3.2. Sinh khối rừng Vầu đắng thuần loài huy ện Chợ Đồn........................................41 3.2.1. Sinh khối tươi cây tiêu chuẩn Vầu đắng..................................................................41 3.2.2. Sinh khối tươi lâm ph ần Vầu đắng thuần loài....................................................42 3.2.2.1. Sinh khối tươi các cá ểthcây V ầu đắng...............................................................42 v 3.2.2.2. Sinh khối tươi cây b ụi thảm tươi, thảm mục...................................................44 3.2.3. Đặc điểm sinh khối khô lâm ph ần Vầu đắng thuần loài..............................45 3.2.3.1. Sinh khối khô cây tiêu chuẩn.....................................................................................45 3.2.3.2. Đặc điểm sinh khối khô các cá thể cây V ầu đắng........................................46 3.2.3.3. Tổng sinh khối khô toàn lâm ph ần Vầu đắng thuần loài......................49 3.3. Lượng các bon tích ũly của rừng Vầu đắng...............................................................50 3.3.1. Lượng các bon tích ũly của lâm ph ần Vầu đắng...............................................50 3.3.2. Lượng các bon tích ũly trung bình theo thời gian..............................................53 3.4. Lượng CO2 hấp thụ của lâm ph ần Vầu đắng thuần loài...................................53 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KI ẾN NGHỊ.......................................................................56 1. Kết luận................................................................................................................................................56 2. Tồn tại...................................................................................................................................................57 3. Kiến nghị.............................................................................................................................................57 TÀI LI ỆU THAM KHẢO.........................................................................................................58 PHỤ LỤC................................................................................................................................................62 vi DANH MỤC CÁC KÝ HI ỆU VÀ C ỤM TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt CDM Nội dung : Cơ chế phát triển sạch ICRAF : The World Agroforestry Centre (Tổ chức nông lâm th ế giới) OTC : Ô tiêu chuẩn REDD+ : Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation Plus TNHH : Trách nhiệm hữu hạn TNMT : Tài nguyên môi trường UBND : Ủy ban nhân dân UN-REDD : The United Nations Programme on Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation (Chương trình giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng của Liên hiệp quốc) USD : Đô la M ỹ vii DANH MỤC CÁC B ẢNG Bảng 3.1. Bảng tổng hợp phân b ố N/D rừng Vầu đắng tại xã Ng ọc Phái.........38 Bảng 3.2. Bảng tổng hợp phân b ố N/D rừng Vầu đắng tại xã Phong Huân. 39 Bảng 3.3. Bảng tổng hợp phân b ố N/H rừng Vầu đắng tại xã Ng ọc Phái.........40 Bảng 3.4. Bảng tổng hợp phân b ố N/H rừng Vầu đắng tại xã Phong Huân. 41 Bảng 3.5. Sinh khối trung bình cây tiêu chuẩn..................................................................42 Bảng 3.6. Sinh khối tươi các cá ểthcây V ầu đắng tại xã Ng ọc Phái.....................43 Bảng 3.7. Sinh khối tươi các cá ểthcây V ầu đắng tại xã Phong Huân..............43 Bảng 3.8. Sinh khối tươi cây b ụi thảm tươi, thảm mục trong rừng Vầu đắng tại xã Ng ọc Phái..............................................................................................44 Bảng 3.9. Sinh khối tươi cây b ụi thảm tươi, thảm mục trong rừng Vầu đắng tại xã Phong Huân............................................................................................45 Bảng 3.10. Sinh khối trung bình cây tiêu chuẩn...............................................................46 Bảng 3.11. Sinh khối khô các cá thể cây V ầu đắng tại xã Ng ọc Phái..................48 Bảng 3.12. Sinh khối khô các cá thể cây V ầu đắng tại xã Phong Huân..........48 Bảng 3.13. Sinh khối khô r ừng Vầu đắng thuần loài t ại xã Ng ọc Phái.............49 Bảng 3.14. Sinh khối khô r ừng Vầu đắng thuần loài t ại xã Phong Huân......49 Bảng 3.15. Lượng các bon tích ũly trong rừng Vầu đắng tại Ngọc Phái..............51 Bảng 3.16. Lượng các bon tích ũly trong rừng Vầu đắng tại Phong Huân......52 Bảng 3.17. Lượng C tích lũy trung bình theo thời gian (tấn C/ha)........................53 Bảng 3.18. Lượng CO2 hấp thụ của lâm ph ần Vầu đắng, xã Ng ọc Phái...........54 Bảng 3.19. Lượng CO2 hấp thụ của lâm ph ần Vầu đắng, xã Phong Huân....54 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Tỷ lệ sinh khối khô các hợp phần của cây V ầu.........................................47 Hình 3.2. Tỷ lệ trữ lượng các bon lâm phần Vầu đắng.................................................52 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) đã được ký t ại Rio de Janeiro - Brazil năm 1992 với sự tham gia của gần 160 quốc gia trên toàn thế giới. Nghị định thư Kyoto ra đời nhằm đạt được sự thỏa thuận về giảm phát thải khí nhà kính c ủa các nước. Để nhằm chống lại biến đổi khí hậu toàn c ầu có hi ệu quả hơn, chương trình “ Giảm phát thải thông qua vi ệc hạn chế mất rừng và suy thoái rừng” (REDD) và t ăng cường đa dạng sinh học (REDD+) bởi các nhà khoa học nhận định rằng mất rừng và suy thoái rừng tự nhiênđóng góp kho ảng 20% lượng khí CO 2 phát thải ra khí quyển. [26] Việt Nam là m ột trong 47 quốc gia đầu tiênđược Liên Hiệp Quốc lựa chọn để thí điểm triển khai chương trình hợp tác ủca Liên hiệp quốc về giảm phát thải từ phá ừrng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển (UN-REDD) với tổng số vốn viện trợ trong giai đoạn I là 4,38 tri ệu USD (giai đoạn 2009 2011). Giai đoạn II của Chương trình UN-REDD triển khai trong vòng 3 năm từ năm 2013 đến năm 2015 được thực hiện theo Kế hoạch hành động Quốc gia REDD+ ở 6 tỉnh Bắc Kạn, Lào Cai, Hà T ĩnh, Bình Thuận, Lâm Đồng, Cà Mau, v ới khoản ngân sách tài trợ không hoàn l ại khoảng 100 triệu USD. [26] Một loạt các văn bản pháp lý như Nghị định 48/2007/NĐ-CP ngày 28/3/2007 của Chính phủ về nguyên ắtc và ph ương phápđịnh giá các ạloi rừng; Quyết định 380-TTg ngày 10/4/2008 c ủa Thủ tướng Chính phủ về thí điểm cơ chế chi trả dịch vụ môi tr ường rừng. Ở Việt Nam hiện nay các công trình nghiên ứcu mới chỉ tập trung nghiên ứcu sinh khối và kh ả năng lưu trữ các bon ủca một số dạng rừng trồng. Rừng tự nhiên,đặc biệt là r ừng vầu, tre nứa là đối tượng có c ấu trúc rất phức 2 tạp, do vậy việc nghiên ứcu đặc điểm cấu trúc sinh khối và kh ả năng lưu trữ các bon chođối tượng rừng này là r ất khó kh ăn và cho t ới nay chưa được tiến hành ho ặc tiến hành nh ỏ lẻ thiếu hệ thống. Vầu đắng là m ột loài lâm s ản ngoài g ỗ rất có giá trị hiện nay và được phân b ố rất phổ biến ở vùng Đông B ắc bộ. Giá trị kinh tế của vầu đắng không chỉ thể hiện ở măng vầu đắng thơm ngon được người tiêu dùngưa chuộng, thân cây khí sinh c ủa vầu đắng được dùng nhiều trong xây d ựng, làm đồ thủ công m ỹ nghệ,... vầu đắng còn góp ph ần quan trọng trong việc cảo tạo đất, điều hòa ti ểu khí hậu, chống xói mòn, r ửa trôi, h ạn chế lũ lụt,... Tuy nhiên, thực tế hiện nay cho thấy, giá trị của rừng vầu đắng mới chỉ được thừa nhận ở những giá trị kinh tế của nó mang l ại, những giá trị về bảo vệ môi tr ường, hấp thụ CO2 của rừng vầu đắng vẫn chưa được thừa nhận mặc dù về mặt nhận thức chúng ta đều biết rừng nói chung trong đó có r ừng vầu đắng nói riêng đều góp ph ần quan trọng trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu, có kh ả năng hấp thụ và l ưu giữ khí gây ra bi ến đổi khí hậu chủ yếu là CO 2 nhưng lại không có đầy đủ cơ sở khoa học cũng như thực tiễn để lượng hóa chúng. Vầu đắng mọc tự nhiên và có nhiều ở các ỉtnh Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Kạn, Phú Thọ, Thái Nguyên,ũcng có và có thể phát triển ở Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Sơn La, Hoà Bình, Thanh Hoá [5]. Huyện Chợ Đồn nằm ở phía Tây c ủa tỉnh Bắc Kạn, có di ện tích tự nhiên 91.115,00 ha chiếm 18,75% diện tích tự nhiên ủca tỉnh Bắc Kạn huyện có 64.731,22 ha đất lâm nghi ệp, chiếm 71,04% so với tổng diện tích tự nhiên toàn huy ện. Trong đó r ừng sản xuất có 47.444,31 ha, chi ếm 52,07 % tổng diện tích tự nhiên toàn huyện, rừng phòng h ộ có 15.498.91 ha, chi ếm 17,01% tổng diện tích tự nhiên toàn huyện, rừng đặc dụng có 1.788,00 ha chi ếm 1,96% tổng diện tích tự nhiên toàn huyện. Diện tích rừng của huyện Chợ Đồn 3 khá nhiều, độ che phủ đạt trên 57%, phân bố trên ấtt cả các xã, thị trấn. Trong đó r ừng Vầu đắng của huyện Chợ Đồn cũng chỉ được thừa nhận về giá trị kinh tế, phòng h ộ... và giá trị môi tr ường, chưa có nghiên cứu đánh giáềvcấu trúc và khả năng hấp thụ CO2 để làm c ơ sở cho phát triển và vi ệc chi trả dịch vụ môi tr ường rừng cũng như xácđịnh giá trị đích thực của rừng Vầu đắng đem lại để có các giải pháp quản lý, b ảo vệ và phát triển rừng Vầu đắng trong thời gian tới. Xuất phát ừt nhu cầu thực tiễn đó, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc sinh khối của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure) thuần loài t ại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn” được đặt ra là th ật sự cần thiết, có ý nghĩa khoa học và th ực tiễn. 2. Mục tiêu nghiênứuc - Xácđịnh được đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài t ại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. - Xácđịnh được sinh khối và l ượng các bon tích ũly cây cá thể và lâm phần rừng Vầu đắng tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. - Đề xuất được các giải pháp quản lý r ừng nhằm nâng cao l ượng các bon tích lũy trong rừng Vầu đắng tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. 3. Ý ngh ĩa của đề tài 3.1. Ý ngh ĩa khoa học của đề tài Cung cấp thêm những kết quả nghiên ứcu về sinh khối và l ượng các bon tích lũy của rừng Vầu đắng tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. 3.2. Ý ngh ĩa thực tiễn của đề tài - Góp ph ần quản lý b ền vững rừng Vầu đắng, tăng trữ lượng các bon tích lũy trong rừng. - Kết quả nghiên ứcu của đề tài có th ể làm t ư liệu tham khảo cho các cấp, các nghành trong việc chi trả dịch vụ môi tr ường rừng, cho chủ rừng 4 trong thực tiễn sản xuất rừng vầu đắng tại địa phương nói riêng và cho tất cả cácđịa phương có r ừng vầu đắng nói chung. 4. Đóng góp m ới của luận văn - Đây là công trình nghiên c ứu có h ệ thống về đặc điểm cấu trúc, sinh khối và l ượng các bon tích ũly rừng Vầu đắng thuần loài t ại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. - Đã xácđịnh được sinh khối và l ượng các bon tích ũly của cây cá lẻ và lâm ph ần Vầu đắng thuần loài t ại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. - Xây d ựng được các mô hình dự báo và đề xuất được cácứng dụng xácđịnh nhanh sinh khối, lượng các bon tích ũly cây cá thể và lâm ph ần rừng Vầu đắng thuần loài t ại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. 5 Chương 1 TỔNG QUAN CÁC V ẤN ĐỀ NGHIÊN C ỨU 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên ứcu 1.1.1. Trên thế giới 1.1.1.1. Nghiên ứcu về cấu trúc rừng Các nghiênứcu về cấu trúc sinh thái ủca rừng mưa nhiệt đới đã được Richards P.W, Baur. G (1976), Odum (1971),... tiến hành. Các nghiên ứcu này đã đưa ra các quanđiểm, khái niệm và mô t ả định tính về tổ thành loài, dạng sống và t ầng phiến của rừng. Đây là nh ững công trình nghiên cứu cơ sở rất quan trọng và h ệ thống giúp chúng ta hiểu sâu h ơn về cấu trúc của rừng, đặc biệt là v ề cấu trúc hình thái và ngoại mạo. Odum E. P (1971) đã hoàn ch ỉnh học thuyết về hệ sinh thái trênơcsở thuật ngữ hệ sinh thái(ecosystem) của Tansley A.P năm 1935. Khái niệm về hệ sinh tháiđược làm sáng tỏ là c ơ sở để nghiên ứcu các nhân tố cấu trúc rừng liên quan trên quanđiểm sinh thái học (Dẫn theo Đặng Trung Tấn, 2001) [15]. Khác với xu hướng phân lo ại rừng theo cấu trúc ngoại mạo chủ yếu mô tả rừng ở trạng thái ĩtnh, trên ơc sở nghiên ứcu rừng ở trạng thái động Melekhov đã nh ấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là s ự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm ph ần qua các giaiđoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát ểtrin của rừng. Nghiên ứcu này đã ch ỉ rõ các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào r ừng cũng cần tiến hành theo các giai đoạn khác nhau tùy theo ựs biến đổi cấu trúc nội tại của rừng. Richards P.W (1959, 1968, 1970) đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái. Theo tác ảginày, m ột đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuy ệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân g ỗ. Rừng mưa thường có nhi ều tầng (thông th ường nhất là có ba t ầng, ngoại trừ tầng 6 cây b ụi và t ầng cây thân c ỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây g ỗ lớn, cây b ụi và các loài cây thân c ỏ còn có nhi ều loài dây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh bám trên thân cây, cành cây,... "Rừng mưa thực sự là m ột quần lạc hoàn ch ỉnh và c ầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và c ũng phong phú nhất về mặt loài cây " học (Dẫn theo Đặng Trung Tấn, 2001) [15]. Khi nghiên ứcu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả đã có ý ki ến khác nhau trong việc xácđịnh tầng thứ, trong đó có ý ki ến cho rằng, kiểu rừng này ch ỉ có m ột tầng cây g ỗ mà thôi. Richards (1952) phân r ừng ở Nigeria thành 6 t ầng với các giới hạn chiều cao là 6 - 12 m, 12 - 18 m, 18 - 24 m, 24 - 30 m, 30 - 36 m và 36 - 42 m. Th ực chất việc phân t ầng này ch ỉ là phân chia r ừng thành các lớp chiều cao khác nhau một cách ơc giới (mỗi tầng cách nhau 6 m). Odum E. P (1971) chưa thống nhất với ý ki ến cho rằng có s ự phân t ầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600 m ở Puecto Rico và cho r ằng không có s ự tập trung khối tánở một tầng riêng biệt nào c ả (Dẫn theo Hà V ăn Tuế, 1994) [19]. 1.1.1.2. Nghiên ứcu về sinh khối và n ăng suất rừng Sinh khối và n ăng suất rừng là nh ững vấn đề đã được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. "Sinh khối là t ổng trọng lượng của sinh vật sống trong sinh quyển hoặc số lượng sinh vật sống trên một đơn vị diện tích, thể tích vùng”. Sinh kh ối là m ột chỉ tiêu quan trọng thể hiện năng suất của rừng, sinh khối được dùng để nghiên ứcu một số chỉ tiêu khác nhưdinh dưỡng hoặc các chỉ tiêu về môi tr ường rừng. Khi cơ chế phát triển sạch (CDM) xuất hiện, nghiên ứcu sinh khối giữ vai trò quan tr ọng hơn, được dùng để xácđịnh lượng carbon hấp thụ bởi thực vật rừng, góp ph ần định lượng giá trị môi tr ường do rừng mang lại. Từ những năm 1840 trở về trước, đã có nh ững công trình nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý th ực vật, đặc biệt là vai trò ho ạt động của diệp lục trong quá 7 trình quang hợp để tạo nên cácảns phẩm hữu cơ dưới tácđộng của các nhân tố tự nhiên như: Đất, nước, không khí, và n ăng lượng ánh sáng ặmt trời. sang thế kỷ 19 nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hóa phân tích, hóa th ực vật và đặc biệt là v ận dụng nguyên lý tuần hoàn v ật chất trong thiên nhiên, các nhà khoa h ọc đã thu được những thành t ựu đáng kể. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có th ể kể tới một số tác giả sau: Liebig (1862) lần đầu tiênđã định lượng về sự tácđộng 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 lu ật "năng suất" [24] . Duyiho cho biết hệ sinh thái ừrng nhiệt đới năng suất chất khô thu ần từ 10-50 tấn/ha/năm, trung bình là 20 t ấn/ha/năm, sinh khối chất khô t ừ 60-800 tấn/ha/năm, trung bình là 450 t ấn/ha/năm (theo Lê Hồng Phúc, 1996) [13]. Dajoz (1971) đưa ra năng suất của một số hệ sinh thái ừrng như sau: Mía ở Châu Phi: 76 t ấn/ha/năm. Rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm. Đồng cỏ tự nhiênở Fustuca (Đức): 10,5-15,5 tấn/ha/năm (dẫn theo Lê Hồng Phúc, 1996) [13]. Canell (1982) đã cho ra đời cuốn sách “Sinh khối và n ăng suất sơ cấp của rừng thế giới", cho đến nay nó v ẫn là tác phẩm quy mô nh ất. Tác phẩm đã tổng hợp 600 công trình nghiên cứu được tóm t ắt xuất bản về sinh khối khô, thân, cành, lá và m ột số thành ph ần sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm ph ần thuộc 46 nước trên thế giới [20]. 1.1.1.3. Nghiên ứcu khả năng hấp thụ CO2 của rừng Trong bối cảnh toàn th ế giới đang cùng bắt tay để ứng phó v ới các tácđộng do biến đổi khí hậu gây ra, thì vai trò c ủa rừng trong việc duy trì và c ải thiện các chức năng phòng h ộ môi tr ường ngày càng được khẳng định, trong đó vai trò h ấp thụ khí C02 (tác nhân cơ bản gây ra hi ệu ứng 8 nhà kính và bi ến đổi khí hậu toàn c ầu) của rừng đang rất được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, có th ể tổng kết lại một số công trình nghiên cứu chủ yếu như sau: Kang Bing và c ộng sự (2006) khi nghiên ứcu về khả năng hấp thụ C02 của rừng trồng hỗn giao giữa P. massoniana và Cunninghamia lanceolata cho thấy, đối với cả 2 loài, hàm l ượng carbon tập trung chủ yếu ở tầng cây g ỗ đạt trung bình 51,1%, tiếp đến là v ật rơi rụng chiếm 48,3%, cây b ụi chiếm 44,1% và th ấp nhất là trong c ỏ chỉ chiếm khoảng 33,0% so với tổng sinh khối khô từng bộ phận tương ứng. Khả năng hấp thụ carbon của loài P. massoniana lớn hơn lượng carbon của C. Lanceolata, trong đó hàm l ượng carbon chứa trong gỗ, rễ, cành, v ỏ, lá ủca P. masoniana lần lượt là 58,6%, 56,3%, 51,2%, 49,8% và 46,8%, trong khi đó loài C. lanceolata có hàm l ượng carbon lần lượt là v ỏ (52,2%), lá (51,8%), gỗ (50,2%), rễ (47,5%) và cành th ấp nhất là 46,7%. [22] Fang Yunting và c ộng sự (2003) khi tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon đối với rừng trồng hỗn loài gi ữa Pinus massoniana và Schima superba tại Trung Quốc cho thấy, tổng lượng carbon hấp thụ biến động từ 146,35 - 215,30 tấn/ha, trong đó l ượng carbon của cây tr ồng và th ảm thực vật dưới tán ừrng chiếm 61,9% - 69,9%, lượng carbon trong đất chiếm từ 28,5 - 35,5% và l ượng carbon trong vật rơi rụng chiếm từ 1,6 - 2,8% [25]. Các dự án về trồng rừng và tái trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch đang rất được quan tâm trong th ời gian qua. Tính tới năm 2004, 16 dự án về hấp thụ CO2 thông qua vi ệc trồng mới và tái trồng mới rừng đã được thực hiện, trong đó châu M ỹ Latin có 4 d ự án, châu Phi có 7 dự án, châu Á có 5 d ự án và 1 dự án liên quốc gia được thực hiện tại các nước Ấn Độ, Brazil, Jordan và Kenya (D ẫn theo Vũ Tấn Phương, 2006) [12]. 9 Năm 2004, dự án thực hiện trình diễn về hấp thụ CO 2 trong hệ thống lâm nghi ệp và sinh thái nông nghiệp trị giá 53,8 ỷt USD đã được ngân hàng Thế giới huy động. Mục tiêu ủca chương trình này là h ỗ trợ chi phí cho việc giảm phát thải khí nhà kính, đồng thời tăng cường bảo tồn đa dạng sinh học cũng như giảm đói nghèo trên thế giới. Tuy nhiên, cho ớti cuối năm 2007, mới chỉ 1 dự ánđược phê duyệt bằng quỹ này và 7 d ự án khácđang chờ đợi để được phê chuẩn. Dự án mới được duyệt sẽ thực hiện tại lưu vực đầu nguồn sông Pearl, Qu ảng Tây, Trung Qu ốc với 4 mục tiêu: (i) Nâng cao khả năng hấp thụ CO 2 của rừng tại lưu vực đầu nguồn, (ii) Tăng cường bảo tồn đa dạng sinh học rừng tự nhiên, (iii) Cải tạo đất và ch ống xói mòn và (iv) Nâng cao thu nhập của người dân địa phương. Để đạt được mục tiêu trên, 4.000 haừngr đa tác dụng sẽ được trồng mới. Hiệu quả mong muốn của dự án là đem lại việc làm cho 18.000 h ộ gia đình trong vùng dự án với 110.000 ngày công, đồng thời đến năm 2012 rừng trồng trên có thể hấp thụ được 320.000 tấn CO2. Giá trị kinh tế thông qua vi ệc hấp thụ CO 2 của rừng tự nhiên nhiệt đới khoảng từ 500-2.000 USD/ha, trong khi đó giá trị này ở rừng ôn đới là t ừ 100-300 USD/ha. Đối với rừng Amazon tại Brazin, giá trị kinh tế thông qua vi ệc cố định khí CO2 của rừng nguyên sinh là 4.000-4.400 USD/ha/năm, rừng thứ sinh là 1.000-3.000 USD/ha/n ăm (Camille and Bruce, 1994). 1.1.2. Ở Việt Nam 1.1.2.1. Nghiên ứcu về cấu trúc rừng Theo Phùng Ngọc Lan (1986) thì cấu trúc rừng là m ột khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã th ực vật rừng theo không gian và th ời gian. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, ấcu trúc hình thái và ấcu trúc tuổi (Dẫn theo Hà V ăn Tuế, 1994) [19]. Nghiên ứcu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở nước ta, Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) đã đưa ra mô hình c ấu trúc tầng thứ như: tầng 10 vượt tán (A1), ầtng ưu thế sinh thái (A2), ầtng dưới tán (A3), ầtng cây b ụi (B), tầng cỏ quyết (C). Ông đã v ận dụng và c ải tiến, bổ sung phương pháp biểu đồ mặt cắt đứng của Davit - Risa để nghiên ứcu cấu trúc rừng Việt Nam, trong đó t ầng cây b ụi thảm tươi được phóng đại với tỷ lệ nhỏ hơn và ký hi ệu thành ph ần loài cây c ủa quần thể đối với những đặc trưng sinh thái và vật hậu cùng biểu đồ khí hậu, vị trí địa lý, địa hình. Bên cạnh đó tác giả này còn d ựa vào tiêu chuẩn để phân chia các kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là d ạng sống ưu thế của thực vật trong tầng cây l ập quần, độ tàn che c ủa tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh tháiủacnó và tr ạng thái mùa ủca tán lá. ớVi những quan điểm trên, Thái ăVn Trừng đã phân chia các kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam thành 14 ki ểu. Như vậy, các nhân tố cấu trúc rừng được vận dụng triệt để trong phân lo ại rừng theo quan điểm sinh thái phát sinh quần thể (Dẫn theo Hà V ăn Tuế, 1994) [19]. Theo các nghiênứcu của Nguyễn Hồng Quân, Tr ương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc và sau này là H ồ Viết Sắc (1984) thì không có s ự sai khác về tăng trưởng giữa các loài chủ yếu của rừng khộp, sinh trưởng khác nhau chỉ xảy ra ở các ậlp địa khác nhau. Hồ Viết Sắc đã d ựa trên quan hệ H/D 1,3 để phân ra 4 c ấp năng suất rừng khộp gồm: Cấp sinh trưởng tốt, cấp sinh trưởng khá, ấcp sinh trưởng trung bình và c ấp sinh trưởng xấu (Dẫn theo Phạm Tuấn Anh, 2007) [1]. Nguyễn Văn Trương (1983) khi nghiên ứcu cấu trúc rừng hỗn loài đã phân t ầng thứ theo hướng định lượng, phân theo c ấp chiều cao một cách ơc giới. Vũ Đình Phương (1987) cho rằng, việc xácđịnh tầng thứ của rừng lá ộrng thường xanh là hoàn toàn h ợp lý và c ần thiết nhưng chỉ trong trường hợp rừng có s ự phân t ầng rõ r ệt (Dẫn theo Lê Hồng Phúc, 1996) [13]. Việc mô hình hóa c ấu trúc đường kính D 1,3 được nhiều tác giả quan tâm nghiên ứcu và bi ểu diễn chúng theo các ạdng phân b ố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình nghiên cứu của các tác ảginhư: Đồng Sĩ Hiền (1974) 11 dùng hàm Meyer và h ệ đường cong Poisson để nắn phân b ố thực nghiệm số cây theo c ỡ kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam. Nguyễn Hải Tuất (1982, 1986) đã s ử dụng hàm phân b ố giảm phân b ố khoảng cáchđể biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng. Trần Văn Con (1990) đã áp dụng hàm Weibull để mô ph ỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Đắk Lắk; Lê Sáu (1996)đã s ử dụng hàm Weibull để mô ph ỏng các quy luật phân b ố đường kính, chiều cao tại khu vực Kon Hà N ừng, Tây Nguyên; Bùi Văn Chúc (1996) đã nghiên cứu cấu trúc rừng phòng h ộ ở đầu nguồn lâm trường Sông Đà ở trạng thái ừrng IIA1, IIIA1 và r ừng trồng làm c ơ sở cho việc lựa chọn loài cây tr ồng,… (D ẫn theo Lê Hồng Phúc, 1996) [13]. Những nghiên ứcu về cấu trúc rừng trên cho thấy trong thời gian qua, việc nghiên ứcu cấu trúc rừng ở nước ta đã có nh ững bước phát triển nhanh chóng và có nhi ều đóng góp nh ằm nâng cao hi ểu biết về rừng, nâng cao hi ệu quả trong nghiên ứcu cũng như sản xuất kinh doanh rừng. Tuy nhiên, các nghiên ứcu về cấu trúc rừng gần đây th ường thiên về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm ph ần và vi ệc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tácđộng vào rừng thường thiếu yếu tố sinh thái nên chưa thực sự đápứng mục tiêu kinh doanh rừng ổn định lâu dài. 1.1.2.2. Nghiên ứcu về sinh khối và n ăng suất rừng Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sinh khối rừng được tiến hành khá muộn, tuy nhiên bước đầu cũng đã đạt được những thành t ựu đáng kể. Cho tới nay một số loài cây tr ồng rừng chủ yếu ở nước ta như Keo tai tượng, Mỡ, Thông mã v ĩ, Thông nh ựa và Keo lai,… đã được nhiều tác giả nghiên cứu lập biểu cấp đất, biểu thể tích, quá trình sinh trưởng và s ản lượng rừng. Đây là nh ững nghiên cứu ban đầu làm c ơ sở cho việc triển khai nghiên cứu sinh khối và tính toán lượng hấp thụ CO 2 bởi các loại rừng trồng ở nước ta. Có th ể kể đến một số công trình nghiên cứu sau: