Tài liệu Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng sa mộc (cunnighamia lanceolata hook ) ở các tuổi 9, 11 tại huyện mường khương, tỉnh lào cai

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM HUY BÌNH “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CARBON CỦA RỪNG TRỒNG SA MỘC (Cunnihamia lanceolata Hook) Ở CÁC TUỔI 9, 11 TẠI HUYỆN MƯỜNG KHƯƠNG, TỈNH LÀO CAI” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Khóa học : Chính quy : Lâm nghiệp : Lâm nghiệp : 2015 - 2019 Thái Nguyên - Năm 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM HUY BÌNH “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CARBON CỦA RỪNG TRỒNG SA MỘC (Cunnihamia lanceolata Hook) Ở CÁC TUỔI 9, 11 TẠI HUYỆN MƯỜNG KHƯƠNG, TỈNH LÀO CAI” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khóa học Giảng viên hướng dẫn : Chính quy : Lâm nghiệp : K47 - QLTNR : Lâm nghiệp : 2015 - 2019 : TS. Nguyễn Thị Thu Hiền Thái Nguyên - Năm 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chưa được sử dụng để bảo vệ khóa luận nào. Các thông tin, tài liệu tham khảo sử dụng trong khóa luận này đều đã được ghi rõ nguồn gốc. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận này đã được cảm ơn. Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ khóa luận, trước khoa và nhà trường về các thông tin, số liệu trong đề tài. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 XÁC NHẬN CỦA GVHD NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Xác nhận của giáo viên chấm phản biện Giáo viên chấm phản biện xác nhận sinh viên đã sửa sai sót sau khi hội đồng chấm yêu cầu. (Ký, ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Qua 4 năm học tập và rèn luyện tại trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên, được sự chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô, đặc biệt là quý thầy cô khoa Lâm Nghiệp đã truyền đạt cho tôi những kiến thức về lý thuyết và thực hành trong suốt thời gian học tập ở trường. Thực tập tốt nghiệp là thời gian tốt nhất cho tôi củng cố lại kiến thức đã học áp dụng vào thực tế một cách đúng đắn, sáng tạo và mang lại hiệu quả nhất. Xuất phát tư vấn đề trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng sa mộc (Cunnighamia lanceolata Hook ) ở các tuổi 9, 11 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai”. Để hoàn thành đề tài ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của: Ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp đã quan tâm, tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. UBND huyện Mường Khương, Hạt kiểm lâm huyện Mường Khương đã nhiệt tình tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Thị Thu Hiền đã tận tâm giúp đỡ và hướng dẫn tôi về phương pháp nội dung trong toàn bộ quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, động viên tôi trong toàn bộ quá trình thực hiện đề tài. Do lần đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, nên khóa luận không tránh được những thiếu sót. Vì vậy, tôi kính mong được sự đóng góp ý kiến quý báu của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, ngày tháng Tác giả năm 2019 iii MỤC LỤC PHẦN 1 MỞ ĐẦU ......................................................................................... 1 1.1.Đặt vấn đề ................................................................................................ 1 1.2.Mục tiêu và yêu cầu của đề tài .................................................................. 2 PHẦN 2 PHẦN TỔNG QUAN ...................................................................... 3 2.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu. ................................................... 3 2.2. Những nghiên cứu về rừng trồng trên Thế giới ........................................ 4 2.2.1 Nghiên cứu về sinh khối rừng trồng ....................................................... 4 2.2.2. Nghiên cứu về khả năng tích lũy Carbon rừng trồng ............................ 6 2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................ 7 2.3.1. Nghiên cứu về sinh khối ....................................................................... 7 2.3.2. Nghiên cứu về tích lũy Carbon rừng trồng ............................................ 8 2.2.3 Nghiên cứu về tích lũy Carbon rừng trồng ............................................. 9 2.4. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ......................................................... 12 2.4.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu .............................................. 12 2.4.2. Điều kiện kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu .................................... 14 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................ 18 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 18 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu: ........................................................................ 18 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu: ........................................................................... 18 3.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 18 3.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 19 3.3.1. Cơ sở phương phương pháp luận ........................................................ 19 3.3.2. Phương pháp thu thập số liệu .............................................................. 19 iv PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 27 4.1.Kết quả đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng và lựa chọn mẫu ...................... 27 4.2. Nghiên cứu sinh khối của cây cá thể và của lâm phần ........................... 28 4.2.1. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá thể ....................................................... 29 4.2.2. Cấu trúc sinh khối khô cây cá thể ....................................................... 31 4.2.3. Nghiên cứu tổng sinh khối toàn lâm phần ........................................... 33 4.3. Nghiên cứu trữ lượng cacrbon cây cá thể và của lâm phần. ................... 34 4.3.2. Nghiên cứu trữ lượng Carbon hấp thụ của lâm phần Sa mộc .............. 35 4.4. Lượng hóa giá trị thương mại từ hấp thụ CO2 của rừng Sa mộc ở tuổi 9 và tuổi 11 ........................................................................................... 36 4.5. Xây dựng mối tương quan giữa sinh khối, trữ lượng carbon với chỉ tiêu sinh trưởng D1.3 ............................................................................................ 37 4.5.1. Mối tương quan giữa tổng sinh khối tươi cây cá thể với nhân tố điều tra của lâm phần D1.3 ......................................................................................... 37 4.5.2.Mối tương quan giữa tổng sinh khối khô cây cá thể với các nhân tố điều tra lâm phần D1.3 ................................................................................... 38 4.5.3. Mối tương quan giữa trữ lượng Carbon tích lũy trong cây cá thể với nhân tố điều tra lâm phần D1.3 ...................................................................... 40 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 43 5.1. Kết luận ................................................................................................. 43 5.2. Tồn tại ................................................................................................... 44 5.3. Kiến nghị ............................................................................................... 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 46 v DANH SÁCH BẢNG Bảng 4.1: Các chỉ tiêu sinh trưởng của loài Sa Mộc ở các tuổi 9 và 11 ......... 27 Bảng 4.2: Thông tin sinh trưởng của cây mẫu ................................................ 28 Bảng 4.3. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ rừng trồng Sa mộc ..................... 29 Bảng 4.4. Cấu trúc sinh khối khô cây cá thể của rừng trồng Sa mộc: ............ 31 Bảng 4.5. Bảng tính toán sinh khối tươi, khô của lâm phần cây Sa mộc ...... 34 Bảng 4.6. Kết quả xác định trữ lượng cacrbon cây cá thể và của lâm phần ... 34 Bảng 4.7: Tổng trữ lượng Carbon hấp thụ của lâm phần Sa mộc................... 35 Bảng 4.8: Lượng hóa giá trị thương mại từ chỉ tiêu CO2 tính cho rừng trồng Sa mộc tuổi 9 và 11 ......................................................................................... 36 Bảng 4.9.Tương quan giữa tổng sinh khối tươi cây cá thể với các nhân tố điều tra lâm phần D1.3 .............................................................................................. 37 Bảng 4.10 Tươg quan giữa tổng sinh khối khô cây cá thể với các nhân tố điều tra lâm phần D1.3 .............................................................................................. 39 Bảng 4.11: Tương quan giữa trữ lượng Carbon tích lũy trong cây cá thể với nhân tố điều tra lâm phần D1.3 ......................................................................... 41 vi DANH SACH HÌNH Hình 4.1. Tỉ lệ sinh khối tươi của các bộ phận Sa mộc tuổi 9 ........................ 30 Hình 4.2. Tỉ lệ sinh khối tươi của các bộ phận Sa mộc tuổi 11 ...................... 30 Hinh 4.3. Cân thân cây tiêu chuẩn .................................................................. 31 Hình 4.4. Cân cành cây tiêu chuẩn.................................................................. 31 Hình 4.5. Tỉ lệ sinh khối khô của các bộ phận Sa mộc tuổi 9 ........................ 32 Hình 4.6. Tỉ lệ sinh khối khô của các bộ phận Sa mộc tuổi 11 ...................... 32 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề Trên trái đất của chúng ta hiện nay vấn đề đang được quan tâm nhất là Biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu toàn cầu do sự gia tăng nồng độ CO2 Trong khí quyển đang gây nên những tác động tiêu cực về môi trường sống như nước biển dâng, hạn hán, bão, lũ lụt.... ở Việt Nam những năm gần đây xuất hiện nhiều dạng thời tiết cực đoan như: hiện tượng thời tiết el nino,lũ quét, lũ ống, bão xuất hiện với mật độ ngày càng dày hơn. Gây ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của người dân,thiệt hại lớn cho nhiều vùng và nhiều quốc gia. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng chung đến tất cả các quốc gia trên Thế giới nên biến đổi khí hậu trở thành mối quan tâm hàng đầu với hàng loạt sự kiện như: phê chuẩn công ước biến đổi khí hậu (năm 1994) ký nghị định thư Kyoto (năm 1997) và thành lập ban tư vấn và điều hành quốc gia về CDM (năm 2003). Những nghiên cứu trong nước và ngoài nước đều khẳng định biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng đến vùng biển của nước ta. Mực nước biển dâng làm cân bằng sinh thái bị tác động mạnh, Việt Nam là nước đứng thứ 4 trong 10 nước chịu ảnh hưởng nhiều nhất do nước biển dâng. Việt Nam đã có những hoạt động tích cực để góp phần ngăn chặn sự nóng lên của trái đất trên phạm vi toàn cầu,đã quan tâm đến việc trồng rừng ,phủ xanh đất trống đồi núi trọc như: chương trình 327, chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng 661, chương trình PAM và nhiều chương trình bảo tồn khác do nhà nước, các tổ chức, các cá nhân đầu tư xây dựng và phát triển.Vào đầu tháng 5 năm 2018, Bộ NN&PTNT Việt Nam cho công bố hiện trạng rừng trên toàn quốc tính đến ngày 31/12/2017 tổng diện tích rừng là 14.415.381 ha,trong đó rừng tự nhiên là 10.236.451 ha, rừng trồng là 4.178.966 ha độ che phủ tương ứng là 41,45%. 2 Có một cơ chế phát triển sạch CDM cho phép các nước phát triển đạt được mục tiêu giảm phát thải bắt buộc của họ thông qua đầu tư thương mại các dự án trồng rừng tại các nước đang phát triển nhằm hấp thụ khí CO2 từ khí quyển.Tuy nhiên việc trồng rừng nhằm hấp thụ CO2 theo cơ chế phát triển sạch CDM và việc nghiên cứu định hướng các giá trị và những lợi ích của rừng về môi trường,đặc biệt là khả năng hấp thụ CO2 vẫn là vấn đề mới ở Việt Nam. Để xác định được lượng carbon hấp thụ đòi hỏi phải có những nghiên cứu định lượng khả năng hấp thụ CO2 làm cơ sở xác định giá trị thương mại CO2 là việc làm cần thiết. Để góp phần giải quyết các vấn đề trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng sa mộc (Cunnighamia lanceolata Hook) ở các tuổi 9, 11 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai”. 1.2.Mục tiêu và yêu cầu của đề tài - Đề tài xác định được sinh khối và lượng carbon tích lũy được của rừng trồng Sa mộc ở các tuổi 9, 11 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai. - Đề xuất một số ứng dụng trong xác định sinh khối và carbon tích lũy của rừng trồng Sa mộc ở các tuổi 9, 11 tại huyện Mường Khương, tỉnh Lào Cai. 3 PHẦN 2 PHẦN TỔNG QUAN 2.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu. Thực vật hấp thu khí CO2 trong quá trình quang hợp và chuyển thành những hợp chất hữu cơ (đường, lipit, protein..). Trong sinh vật sản xuất (thực vật), các hợp chất này là thức ăn cho sinh vật tiêu thụ. Cuối cùng là xác bã thực vật, sản phẩm bài tiết sinh vật, phân hủy. Chúng ta thấy trong môi trường Carbon là chất vô cơ (khí). Nhưng được quần xã sinh vật sử dụng thành chất hữu cơ một phần làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ, phần lớn được tích lũy ở dạng sinh khối thực vật như trong các bộ phận của cây (thân, cành, lá..). “Sinh khối là tổng 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 khối là một chỉ tiêu quan trọng thể hiện năng suất của rừng, sinh khối được dùng để nghiên cứu một số chỉ tiêu như dinh dưỡng hoặc các chỉ tiêu về môi trường rừng. Khi cơ chế phát triển sạch (CDM) xuất hiện, nghiên cứu sinh khối giữ vai trò quan trọng hơn, được dùng để xác định lượng carbon hấp thụ bởi thực vật rừng, góp phần định lượng giá trị môi trường do rừng đem lại. Cơ chế phát triển sạch (CDM) quy định tại Điều 12 của Nghị định thư Kyoto cho phép khu vực chính phủ và khu vực tư nhân của các nước công nghiệp hóa thực hiện các dự án giảm phát thải từ các nước đang phát triển và nhận được tín dụng dưới dạng “giảm phát thải được chứng nhận” (CERs)- khoản tín dụng này được tính vào chi tiêu giảm phát thải của các nước công nghiệp hóa. CDM thúc đẩy phát triển bền vững tại các nước đang phát triển đồng thời cho phép các nước phát triển góp phần vào mục tiêu giảm nồng độ khí nhà kính trong khí quyển. Tại hội nghị Thượng đỉnh Liên hợp quốc về Môi trường và Phát triển – hay còn gọi là “Hội nghị Thượng đỉnh Trái Đất” tại Rio de Jancio năm 1992 4 Công ước của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu được thông qua. Mục tiêu của Liên hợp quốc là nhằm ngăn ngừa những hoạt động có hại của loài người đến khí hậu trên trái đất. Công ước có hiệu lực năm 1994. Cho đến nay trên toàn thế giới đã có 189 nước ký kết công ước (UNFCCC, 2005). 2.2. Những nghiên cứu về rừng trồng trên Thế giới 2.2.1 Nghiên cứu về sinh khối rừng trồng Sinh khối, năng suất gắn liền với quá trình quang hợp, là kết quả của quá trình sinh học, mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong kinh doanh rừng. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có các tác giả sau: Liebig J. V. (1940) [36] lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động phân bón tới thực vật và phát triển thành định luật “tối thiểu”. Lieth H. (1964) [37], Houghton RA, 1999 [31] tổng kết lịch sử ra đời và phát triển của sinh khối và năng suất trong công trình nghiên cứu của mình. Lieth H. (1964) [37] đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng biểu đồ năng suất, đồng thời sự ra đời của phương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh tới nghiên cứu năng suất và sinh khối. Cannell M. G. R. (1981) [31] đã công bố công trình “Sinh khối và tài liệu năng suất sơ cấp rừng thế giới” trong đó tập hợp hơn 600 công trình nghiên cứu đã được tóm tắt về sinh khối khô thân, cành, lá và một số thành phần sản phẩm sơ cấp của hơn 1200 lâm phần thuộc 46 quốc gia trên thế giới. Qua tham khảo, tổng hợp các phương pháp nghiên cứu sinh khối và năng suất thực vật của các tác giả trên thế giới, có thể tựu chung lại các phương pháp như sau: 5 + Phương pháp dioxyt carbon: Do Transeau (1926) khởi xướng được áp dụng đầu tiên ở Đức, Anh, Mỹ và Nhật bởi các tác giả Huber (1952), Monteith (1960 - 1962), Lemon (1960 - 1967), Inoue (1965-1968) + Phương pháp Chlorophyll: Được Aruga và Monsi đề xuất năm 1963 cho phép xác định hàm lượng chất diệp lục trên một đơn vị diện tích mặt đất là một chỉ tiêu biểu thị khả năng của hệ sinh thái hấp thu các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp được dùng để đánh giá sinh khối của hệ sinh thái. + Phương pháp thu hoạch: Khi xem xét các phương pháp nghiên cứu Whitaker R. H. (1966) [45] cho rằng: “Số đo năng suất chính là số đo về tăng trưởng, tích lũy sinh khối ở cơ thể thực vật trong quần xã”. + Phương pháp cây mẫu: Năm 1967 Newbould P. J [40] đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh khối và năng suất của các quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này được chương trình sinh học quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng. Trên cơ sở các phương pháp nghiên cứu trên, các nhà khoa học đã nghiên cứu cho các đối tượng khác nhau và đã thu được các kết quả đáng kể. + Phương pháp Oxygen: Do Edmonton và cộng sự đề xướng năm 1968 nhằm định lượng ô-xi tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật màu xanh (dẫn theo tài liệu [28]). Từ ý nghĩa đó, Whittaker R. H., Woodweel G. M. (1968) [47] đã đề ra phương pháp “thu hoạch” để nghiên cứu năng suất sơ cấp thực. Các tác giả đề nghị chọn ô tiêu chuẩn điển hình, chặt toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn, cân xác định trọng lượng. Tuy nhiên, việc chặt toàn bộ cây trong ô tiêu chuẩn và cân trọng lượng là khó thực hiện đối với rừng gỗ lớn, rừng đặc dụng và rừng gỗ quý. Tóm lại, những nghiên cứu trên để phục vụ cho việc xác định sinh khối rừng trồng, các tác giả đã đưa ra các phương pháp khác nhau để tính sinh 6 khối, mỗi một phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng tùy vào điều kiện cụ thể và mục tiêu của công việc mà lựa chọn phương pháp thích hợp nhất để áp dụng. 2.2.2. Nghiên cứu về khả năng tích lũy Carbon rừng trồng Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ phá rừng và suy thoái rừng (REDD) ở các nước đang phát triển là sáng kiến toàn cầu đã được Hội nghị các nước thành viên lần thứ 13 (COP13) của Công ước khung Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (UNFCCC) và Nghị định thư Kyoto thông qua tại Ba-li (Indonesia) năm 2007. Hàng năm, lượng khí thải từ phá rừng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển chiếm khoảng 20% so với tổng lượng phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu, vì thế sáng kiến REDD được hình thành từ ý tưởng giản đơn ban đầu là trả tiền cho các nước đang phát triển để làm giảm phát thải khí CO2 từ ngành lâm nghiệp. Một vấn đề đặt ra là cần phải lượng hóa được cacrbon cơ sở, hiện đang được lưu giữ trong các cánh rừng. Các bể chứa cacrbon chính trong các hệ sinh thái rừng nhiệt đới là các sinh khối sống của cây cối và thực vật dưới tán và khối lượng vật liệu chết của vật rơi rụng, mảnh vụn gỗ và các chất hữu cơ trong đất. Cacrbon được lưu trữ trong sinh khối sống trên mặt đất của cây thường là các bể chứa lớn nhất và ảnh hưởng trực tiếp nhất bởi nạn phá rừng và suy thoái. Như vậy, ước tính sinh khối tươi ( trong cây và vật rơi rụng) là 321,7- 495,4 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô là 173,4- 266,2 tấn /ha. Rừng Keo lá tràm thuần loài 15 tuổi có tổng sinh khối tươi ( trong cây và vật rơi rụng) là 251,1433,7 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô là 132- 223 tấn/ha. Lý Thu Quỳnh (2007) với công trình “Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ cacrbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ”[12]. 7 Như vậy, để phục vụ cho việc xác định sinh khối rừng trồng các tác giả đã sử dụng các phương pháp khác nhau để nghiên cứu. Tuy nhiên, tính sinh khối và định lượng carbon mỗi một phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng tùy vào điều kiện cụ thể và mục tiêu của công việc mà lựa chọn phương pháp thích hợp. Tuy nhiên, phương pháp “cây mẫu” thường được áp dụng phố biến hơn cả, thông qua trọng lượng các bộ phận nghiên cứu, xác lập các mối quan hệ của chúng với các nhân tố điều tra lâm phần, qua đó thiết lập các mô hình làm cơ sở xây dựng bảng tra sinh khối giữa các bộ phận cây phục vụ cho sản xuất và nghiên cứu khoa học. 2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước 2.3.1. Nghiên cứu về sinh khối Nghiên cứu về sinh khối rừng ở Việt Nam được tiến hành khá muộn so với thế giới, song bước đầu cũng đã đạt được những thành tựu đáng kể. Cho tới nay một số loài cây như Thông nhựa, Thông mã vĩ, Keo tai tượng, Keo lai,… đã được nhiều tác giả nghiên cứu các biểu về cấp đất, biểu thể tích, sản lượng rừng… Đây là những nghiên cứu bước đầu làm cơ sở cho việc nghiên cứu sinh khối và tính toán lượng cacrbon hấp thụ ở các loài cây ở nước ta. Hà Văn Tuế (1994) cũng trên cơ sở phương pháp “cây mẫu” của Newboul, D.J (1967) [4] đã nghiên cứu năng suất, sinh khối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du Vĩnh Phú (dẫn theo Lý Thu Quỳnh, 2007) [12]. Công trình “Đánh giá sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối và năng suất rừng Thông ba lá (Pinus Keysia Roileex Gordm) vùng Đà Lạt - Lâm Đồng” của Lê Hồng Phúc (1996) [10] đã tìm ra quy luật tăng trưởng sinh khối, cấu trúc thành phần tăng trưởng sinh khối thân cây. Tỷ lệ sinh khối tươi, khô của các bộ phận thân, cành, lá, rễ, lượng rơi rụng, tổng sinh khối cá thể và quần 8 thể. Sau khi nghiên cứu tác giả đã lập được một số phương trình nói lên tương quan giữa sinh khối và các bộ phận cây rừng với đường kính D1,3. Vũ Văn Thông (1998) [27] đã thực hiện công trình “Nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá lẻ và lâm phần Keo lá tràm (Accia Auriculiformis Cunn) tại tỉnh Thái Nguyên”, qua đó đã lập bảng tra sinh khối tạm thời phục vụ cho công tác điều tra kinh doanh rừng. Nguyễn Văn Dũng (2005) [20] đã đưa ra nhận định rằng Thông mã vĩ thuần loài 20 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và vật rơi rụng) là 321,7495,4 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô là 173,4- 266,2 tấn /ha. Rừng Keo lá tràm thuần loài 15 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và vật rơi rụng) là 251,1433,7 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô là 132223 tấn/ha. Lý Thu Quỳnh (2007) với công trình “Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ cacrbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ”[12]. Như vậy, để phục vụ cho việc xác định sinh khối rừng trồng các tác giả đã sử dụng các phương pháp khác nhau để nghiên cứu. Tuy nhiên, tính sinh khối và định lượng cacrbon mỗi một phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng tùy vào điều kiện cụ thể và mục tiêu của công việc mà lựa chọn phương pháp thích hợp. Tuy nhiên, phương pháp “cây mẫu” thường được áp dụng phố biến hơn cả, thông qua trọng lượng các bộ phận nghiên cứu, xác lập các mối quan hệ của chúng với các nhân tố điều tra lâm phần, qua đó thiết lập các mô hình làm cơ sở xây dựng bảng tra sinh khối giữa các bộ phận cây phục vụ cho sản xuất và nghiên cứu khoa học. 2.3.2. Nghiên cứu về tích lũy Carbon rừng trồng Ngô Đình Quế và cộng tác viên (2005) [14] qua nghiên cứu năng suất của các loại rừng trồng như: Thông mã vĩ, Thông nhựa, Thông 3 lá, Keo 9 lai, Keo tai tượng, Bạch đàn uro,... ở các tuổi khác nhau đã đi đến kết luận về khả năng hấp thụ CO2 của các lâm phần cũng có sự khác nhau. Để tích luỹ khoảng 100 tấn CO2 /ha, Thông nhựa phải đến tuổi 16 - 17, Thông mã vĩ và Thông 3 lá ở tuổi 10, Keo lai 4 - 5 tuổi, Keo tai tượng 5 - 6 tuổi và Bạch đàn uro ở tuổi 4 - 5. Tác giả đã lập phương trình tương quan hồi quy tuyến tính giữa lượng CO2 hấp thụ hàng năm với năng suất gỗ và năng suất sinh học, từ đó tính ra được khả năng hấp thụ CO2 thực tế ở nước ta đối với 5 loài cây trên. Cũng theo Ngô Đình Quế (2005), với tổng diện tích 123,95 ha khi trồng Keo lai 3 tuổi, Quế 17 tuổi, Thông 3 lá 15 tuổi, Keo lá tràm 12 tuổi thì sau khi trừ đi tổng lượng Cacrbon của đường cơ sở, lượng Cacrbon thực tế thu được qua việc trồng rừng CDM là 7553,6 tấn C hoặc 27721,9 tấn CO2. Nguyễn Minh Tâm (2013) nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng hấp thụ khí CO2 của rừng trồng Mỡ (Manglietia Conifera) tại Thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai” cho thấy tổng lượng cacrbon tích lũy trong một ha rừng trồng dao động khoảng từ 9,783,5kg-16,601 kg. Phạm Văn Quỳnh (2015) trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng tích lũy cacrbon của rừng trồng Mỡ (Manglietia Conifera) tại xã Chu Hương, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn đã xác định được khả năng tích lũy cacrbon của rừng trồng Mỡ các tuổi khác nhau. Ở tuổi 3 khả năng tích lũy cacrbon thấp nhất đạt 3,66 tấn/ha, ở tuổi 5 có lượng tích lũy cacrbon khá cao đạt 5,47 tấn/ha, ở tuổi 7 khả năng tích lũy cacrbon đạt 5,31 tấn/ha, ở tuổi 9 khả năng tích lũy cacrbon cao nhất đạt 6,08 tấn/ha. 2.2.3 Nghiên cứu về tích lũy Carbon rừng trồng Ngô Đình Quế và cộng tác viên (2005) [14] qua nghiên cứu năng suất của các loại rừng trồng như: Thông mã vĩ , Thông nhựa, Thông 3 lá, Keo lai, Keo tai tượng, Bạch đàn uro,... ở các tuổi khác nhau đã đi đến kết luận về khả năng hấp thụ CO2 của các lâm phần cũng có sự khác nhau. Để tích luỹ 10 khoảng 100 tấn CO2 /ha, Thông nhựa phải đến tuổi 16 - 17, Thông mã vĩ và Thông 3 lá ở tuổi 10, Keo lai 4 - 5 tuổi, Keo tai tượng 5 - 6 tuổi và Bạch đàn uro ở tuổi 4 - 5. Tác giả đã lập phương trình tương quan hồi quy tuyến tính giữa lượng CO2 hấp thụ hàng năm với năng suất gỗ và năng suất sinh học, từ đó tính ra được khả năng hấp thụ CO2 thực tế ở nước ta đối với 5 loài cây trên. Cũng theo Ngô Đình Quế (2005), với tổng diện tích 123,95 ha khi trồng Keo lai 3 tuổi, Quế 17 tuổi, Thông 3 lá 15 tuổi, Keo lá tràm 12 tuổi thì sau khi trừ đi tổng lượng Cacrbon của đường cơ sở, lượng Cacrbon thực tế thu được qua việc trồng rừng CDM là 7553,6 tấn C hoặc 27721,9 tấn CO2. Võ Đại Hải và cộng sự (2009), trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng hấp thụ và giá trị thương mại cacrbon của một số dạng rừng trồng chủ yếu ở Việt Nam” đã tiến hành nghiên cứu năng suất sinh khối của một số loài cây trồng rừng như: Mỡ, Thông mã vĩ, Thông nhựa, Keo lai, Keo lá tràm,… Kết quả đã đánh giá được cấu trúc sinh khối cây cá lẻ và cấu trúc sinh khối lâm phần rừng trồng, tìm hiểu rõ được mối quan hệ giữa sinh khối cây cá lẻ và lâm phần với các nhân tố điều tra,… Góp phần quan trọng trong nghiên cứu sinh khối rừng trồng và nghiên cứu khả năng hấp thụ cacrbon của một số loài cây trồng rừng sản xuất chủ yếu ở nước ta hiện nay. Nghiên cứu của Vũ Tuấn Phương và cộng sự (2006) [25] trong đề tài lượng giá và định giá rừng đã tiến hành nghiên cứu sinh khối làm cơ sở cho việc tính toán trữ lượng cacrbon một số loại rừng trồng, bao gồm: keo lá tràm, keo tai tượng, thông mã vĩ, keo lai, quế, thông nhựa, bạch đàn uro. Kết quả đã xác định được sinh khối, trữ lượng cacrbon và các mô hình cho việc tính toàn lượng cacrbon tích lũy. Đặng Thịnh Triều (2010) trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng cố định Carbon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lambert) và Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh et. de Vriese) làm cơ sở xác định giá trị môi trường rừng theo cơ chế phát triển sạch ở Việt Nam” đã xác 11 định được khả năng hấp thụ cacrbon ở cấp tuổi 6 của lâm phần Thông mã vĩ khoảng từ 115,21 - 178,68 tấn/ha, của lâm phần Thông nhựa khoảng 117,05 135,54 tấn/ha tùy thuộc vào cấp đất, đồng thời tác giả cũng đã xây dựng được bảng tra khả năng hấp thụ cacrbon của cây cá lẻ cũng như lâm phần Thông mã vĩ và Thông nhựa chung và riêng cho từng cấp tuổi. Hà Thị Diệu Linh (2013) trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) tại huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên” đã xác định được lượng CO2 hấp thụ tăng theo tuổi rừng ở xã Đồng Thịnh, lượng CO2 được hấp thụ trong việc tạo ra sinh khối phần trên mặt đất ở độ tuổi 3, 4, 5 lần lượt là 47,89 tấn/ha; 49,94 tấn/ha; 65,71 tấn/ha. Ở xã Bảo Linh chỉ tiêu này lần lượt là 45,94 tấn/ha; 53,24 tấn/ha; 67,85 tấn/ha. Phạm Văn Quỳnh (2015) trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng tích lũy Cacrbon của rừng trồng Mỡ (Manglietia conifera) tại xã Chu Hương, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn” đã xác định được khả năng hấp thụ cacrbon của rừng trồng Mỡ các tuổi có sự khác nhau. Cụ thể ở tuổi 3 khả năng tích lũy cacrbon thấp nhất đạt 3,66 tấn/ha, ở tuổi 5 có lượng tích lũy cacrbon khá cao đạt 5,47 tấn/ha, ở tuổi 7 khả năng tích lũy cacrbon đạt 5,31 tấn/ha, ở tuổi 9 khả năng tích lũy cacrbon cao nhất đạt 6.08 tấn/ha. Nguyễn Minh Tâm (2013) trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng hấp thụ khí CO2 của rừng trồng Mỡ (Manglietia conifera) tại Thành phố Lào Cai, tỉnh Lào Cai đã xác định được tổng lượng CO2 hấp thụ trong một ha rừng trồng mỡ là rất lớn và dao động trong khoảng từ 35872,8 kg – 60870,3 kg. Trong đó, chủ yếu lượng CO2 tập trung trong tầng cây gỗ (53,8 – 82,9%, trung bình 68,5%), tiếp theo là CO2 trong vật rơi rụng (9,7 – 33,4%, trung bình 21,5%) và CO2 trong cây bụi, thảm tươi (7,4 – 12,8%, trung bình 10%). 12 2.4. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 2.4.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu * Vị trí địa lý Mường Khương là huyện miền núi, biên giới của tỉnh Lào Cai, cách Thành phố Lào Cai 50 km về phía Đông Bắc. • Có tọa độ địa lý : 22032’40” đến 22050’30” độ vĩ Bắc • 104000’55” đến 104014’50” độ kinh Đông • phía Bắc và Tây giáp tỉnh Vân Nam, Trung Quốc • Phía Nam giáp huyện Bảo Thắng • Phía Đông giáp huyện Bắc Hà, Si Ma Cai và tỉnh Vân Nam ( Trung Quốc ). Mường Khương là một huyện có vị trí đặc biệt quan trọng về an ninh, quốc phòng. Tổng chiều dài đường biên giới đất liền tiếp giáp với nước bạn Trung Quốc là 86,5 km. Huyện có cửa khẩu quốc gia Mường Khương, cửa khẩu phụ Pha Long và các lối mở là điều kiện thuận lợi để giao lưu, trao đổi kinh tế, văn hóa giữa hai nước Việt - Trung. Mường Khương là một huyện vùng núi cao. Độ cao bình quân của huyện so với mực nước biển là 950 m. Đỉnh núi cao nhất trên địa bàn Mường Khương cao tới 1.609 m. Toàn huyện rộng 556,15 km². Trong huyện có thị trấn Mường Khương (huyện lị), và 15 xã: Bản Lầu, Bản Sen, Cao Sơn, Dìn Chin, La Pan Tẩn, Lùng Khấu Nhin, Lùng Vai, Nậm Chảy, Nấm Lư, Pha Long, Tả Gia Khâu, Tả Ngải Chồ, Tả Thàng, Thanh Bình, Tung Chung Phố. Huyện lị là thị trấn Mường Khương nằm trên quốc lộ 4D, cách thành phố Lào Cai khoảng 50 km về hướng đông bắc và cách biên giới Việt - Trung khoảng 5 km. *Địa hình : Địa hình có nhiều vực sâu chia cắt xem kẽ các dải thung lũng hẹp. Độ cao trung bình so với mực nước biển tại thị trấn là 900 m, đỉnh cao nhất trên 1.600 m (La Pán Tẩn). Độ dốc trung bình từ 25 đến 300.