Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu sinh khối cây cá lẻ; nghiên cứu sinh khối cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng; nghiên cứu sinh khối toàn lâm phần; nghiên cứu lượng carbon tích luỹ trong cây cá lẻ; nghiên cứu lượng carbon tích luỹ trong cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng và trong đất rừng.... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ ptnt trêng ®¹i häc l©m nghiÖp ---------------------------------------- Lý Thu Quúnh Nghiªn cøu sinh khèi vµ kh¶ n¨ng hÊp thô carbon cña rõng mì (Manglietia conifera Dandy) trång thuÇn loµi t¹i tuyªn quang vµ phó thä Chuyªn ngµnh: L©m häc M· sè: 60.62.60 LuËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Ngêi híng dÉn khoa häc: TS. Vâ §¹i H¶i Hµ T©y - 2007
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ ptnt trêng ®¹i häc l©m nghiÖp ---------------------------------------- Lý Thu Quúnh Nghiªn cøu sinh khèi vµ kh¶ n¨ng hÊp thô carbon cña rõng mì (Manglietia conifera Dandy) trång thuÇn loµi t¹i tuyªn quang vµ phó thä LuËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Hµ T©y - 2007
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu có liên quan đến sự phát thải quá mức khí nhà kính vào khí quyển (chủ yếu là khí CO2) do các hoạt động kinh tế, xã hội của con người đang là mối quan tâm hàng đầu ở nhiều nước trên thế giới. Bởi sự nóng lên toàn cầu đã gây ra những hiện tượng như mực nước biển dâng cao, hạn hán, ngập lụt, gia tăng các loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nước ngọt, suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan. Nhận thức được vấn đề này, Việt Nam cùng với 160 quốc gia trên thế giới đã thông qua và ký Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu toàn cầu (UNFCCC). Công ước này được cụ thể hoá bằng nghị định thư Kyoto (12/1997). Nội dung quan trọng của nghị định thư là đưa ra chỉ tiêu giảm phát thải khí nhà kính có tính rằng buộc pháp lý đối với các nước phát triển và cơ chế giúp các nước đang phát triển đạt được sự phát triển kinh tế - xã hội một cách bền vững thông qua thực hiện “Cơ chế phát triển sạch” (CDM: Clean Development Mechanism). CDM đã mở ra cơ hội lớn cho ngành lâm nghiệp trong việc bán tiến chỉ carbon tích luỹ thông qua các dự án trồng rừng và tái trồng rừng theo CDM (AR-CDM: Afforestation, Reforestation - CDM) để tạo nguồn sống cho người dân và tái đầu tư phát triển rừng. Ở Việt Nam, lần đầu tiên việc định giá rừng đã được đề cập và trở thành một vấn đề quan trọng trong Luật Bảo vệ và Phát triển rừng sửa đổi năm 2004. Việc quy định giá trị của rừng bao gồm cả giá trị kinh tế hàng hoá và giá trị môi trường của rừng là một bước chuyển có tính cách mạng trong việc quản lý rừng ở nước ta, phản ánh xu thế tất yếu của xã hội và hội nhập quốc tế. Từ trước tới nay giá trị của rừng chỉ thuần tuý được xem xét trên phương diện kinh tế, trong đó có giá trị lâm sản và lâm sản ngoài gỗ; vai trò phòng hộ môi trường của rừng cũng đã được khẳng định nhưng chưa được
2 định giá. Hiện nay, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đang cho triển khai xây dựng Nghị định về định giá rừng, một số ít các công trình cũng đang tiến hành nghiên cứu về lượng giá các giá trị và dịch vụ môi trường của rừng, trong đó tập trung nhiều vào giá trị phòng hộ điều tiết nguồn nước và chống xói mòn đất,... Việc định lượng khả năng hấp thụ carbon và giá trị thương mại carbon của rừng là một phần quan trọng trong định lượng giá trị môi trường của rừng, đã và đang trở thành một đòi hỏi bức bách, khách quan không thể trì hoãn được nhằm đưa Luật Bảo vệ và Phát triển rừng vào thực tiễn sản xuất lâm nghiệp. Tuy nhiên, những nghiên cứu hiện có về vấn đề này trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng còn rất ít ỏi và tản mạn, chưa có hệ thống, thiếu các dữ liệu cơ bản nên chưa đủ cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc định giá rừng nói chung, định giá trị thương mại carbon cho các dạng rừng nói riêng. Vì vậy, giá trị sinh thái của rừng vẫn chưa được tính toán đầy đủ trong hệ thống hạch toán lâm nghiệp quốc gia. Điều này làm giảm động lực đối với công cuộc bảo vệ và phát triển rừng vì sự sống bền vững. Mỡ (Manglietia conifera Dandy) là loài cây gỗ lớn cao tới 25-30m, đường kính ngang ngực đạt tới 50-60m, thân thẳng, tròn, vỏ xám bạc, thịt màu trắng và có mùi thơm nhẹ. Gỗ mỡ màu sáng hoặc vàng nhạt, mềm nhẹ, tỷ trọng 0,48, gỗ mịn, ít nứt nẻ, mối mọt. Đây là loài cây sinh trưởng nhanh, tỉa cành tự nhiên tốt, tái sinh chồi mạnh, có thể kinh doanh một, hai luân kỳ tiếp theo với năng suất cao nên mục đích kinh doanh chủ yếu từ trước tới nay đối với loài cây này là cung cấp gỗ nhỏ, gỗ nguyên liệu giấy, gỗ gia dụng, gỗ dán lạng, gỗ trụ mỏ,… Ngày nay, với công nghệ tạo ván ghép thanh gỗ mỡ được dùng để chế tạo ra các đồ mộc cao cấp xuất khẩu rất có giá trị được khách hàng nước ngoài rất ưa dùng. Với những lý do đó Mỡ đã được chọn là một trong những loài cây trồng rừng chủ lực vùng trung tâm Bắc Bộ và Đông Bắc
3 Việt Nam theo quyết định số 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/3/2005 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Mỡ là loài cây được nghiên cứu tương đối toàn diện về kỹ thuật gây trồng, tăng trưởng, sinh trưởng, chọn tạo giống, trồng rừng thâm canh, sản lượng gỗ và ảnhh hưởng của Mỡ tới khí hậu, đất đai,... tuy nhiên, nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng Mỡ chưa được tiền hành một cách hệ thống và đầy đủ. Cơ chế phát triển sạch (CDM) đang mở ra vận hội mới cho ngành lâm nghiệp nước ta trong việc bán lượng carbon được hấp thụ bởi rừng thì Mỡ là một trong những loài cây trồng rừng rất được chú ý. Để có cơ sở cho việc tính toán giá trị thương mại carbon mà rừng Mỡ trồng có thể tạo ra, việc nghiên cứu xác định sinh khối và lượng carbon hấp thụ của rừng Mỡ là rất cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ”
4 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu sinh khối và năng suất rừng Sinh khối và năng suất rừng là những vấn đề đã được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Từ những năm 1840 trở về trước, đã có những công trình nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt là vai trò và hoạt động của diệp lục thực vật màu xanh trong quá trình quang hợp để tạo nên các sản phẩm hữu cơ dưới tác động của các nhân tố tự nhiên như: đất, nước, không khí và năng lượng ánh sáng mặt trời. Sang thế kỷ XIX nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hoá phân tích, hoá thực vật và đặc biệt là vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên, các nhà khoa học đã thu được những thành tựu đáng kể. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có thể kể tới một số tác giả sau: - Liebig, J (1862) [39] lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động của thực vật tới không khí và phát triển thành định luật “tối thiểu”. Mitscherlich, E.A. (1954) đã phát triển luật tối thiểu của Liebig, J. thành luật "năng suất". - Riley, G.A (1944) [45], Steemann Nielsen, E (1954) [48], Fleming, R.H. (1957) [34] đã tổng kết quá trình nghiên cứu và phát triển sinh khối rừng trong các công trình nghiên cứu của mình. - Lieth, H. (1964) [40] đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồ năng suất, đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh.
5 - Duyiho cho biết thực vật ở biển hàng năm quang hợp đến 3x1010 tấn vật chất hữu cơ, còn trên mặt đất là 5,3x1010 tấn. Riêng với hệ sinh thái rừng nhiệt đới năng suất chất khô thuần từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình là 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khô từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình là 450 tấn/ha/năm (dẫn theo Lê Hồng Phúc - 1994) [10]. - Dajoz (1971) tính toán năng suất sơ cấp của một số hệ sinh thái như sau: + Mía ở châu Phi: 67 tấn/ha/năm. + Rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm. + Savana cỏ Mỹ (Penisetum purpureum) châu Phi: 30 tấn/ha/năm. + Đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức) : 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm. + Đồng cỏ tự nhiên Deschampia và Trifolium ở vùng ôn đới là 23,4 tấn/ha/năm. + Còn sinh khối (Biomass) của Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏ Ghine): 5000 - 10000 kg/ha/năm. Rừng thứ sinh 40 - 50 tuổi ở Ghana: 362.369 kg/ha/ năm (dẫn theo Dương Hữu Thời - 1992) [19]. - Canell, M.G.R (1982) [30] đã công bố công trình “Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng thế giới - World forest biomass and primary production data” trong đó tập hợp 600 công trình đã được xuất bản về sinh khối khô thân, cành, lá và một số thành phần, sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 nước trên thế giới. - Theo Rodel D. Lasco (2002) [46]), mặc dù rừng chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, nhưng sinh khối thực vật của nó chiếm đến 75% so với tổng sinh khối thực vật trên cạn và lượng tăng trưởng sinh khối hàng năm chiếm 37%. Khi nghiên cứu về sinh khối, phương pháp xác định có ý nghĩa rất quan trọng vì nó liên quan đến độ chính xác của kết quả nghiên cứu, đây cũng là vấn đề được nhiều tác giả quan tâm. Tuỳ từng tác giả với những điều kiện
6 khác nhau mà sử dụng các phương pháp xác định sinh khối khác nhau, trong đó có thể kể đến một số tác giả chính như sau: - P.S.Roy, K.G.Saxena và D.S.Kamat (Ấn Độ, 1956) trong công trình: “Đánh giá sinh khối thông qua viễn thám” đã nêu tổng quát vấn đề sản phẩm sinh khối và việc đánh giá sinh khối bằng ảnh vệ tinh. - Một số tác giả như Trasnean (1926), Huber (Đức, 1952), Monteith (Anh, 1960 - 1962), Lemon (Mỹ, 1960 - 1987), Inone (Nhật, 1965 - 1968),... đã dùng phương pháp dioxit carbon để xác định sinh khối. Theo đó sinh khối được đánh giá bằng cách xác định tốc độ đồng hoá CO2. - Aruga và Maidi (1963): đưa ra phương pháp “Chlorophyll” để xác định sinh khối thông qua hàm lượng Chlorophyll trên một đơn vị diện tích mặt đất. Đây là một chỉ tiêu biểu thị khả năng của hệ sinh thái hấp thụ các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp. - Khi xem xét các phương pháp nghiên cứu Whitaker, R.H (1961, 1966) [50,51] Mark, P.L (1971) [41] cho rằng "Số đo năng suất chính là số đo về tăng trưởng, tích luỹ sinh khối ở cơ thể thực vật trong quần xã". - Năng suất sơ cấp tuyệt đối là lượng chất hữu cơ tích luỹ trong cơ thể thực vật trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích, lượng vật chất này mới thực sự có ý nghĩa đối với đời sống con người. Từ ý nghĩa đó, Woodwell, G.M (1965) và Whitaker, R.H (1968) [52] đã đề ra phương pháp "thu hoạch" để nghiên cứu năng suất sơ cấp tuyệt đối. - Newbuold.P.J (1967) [43] đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh khối và năng suất của quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này được chương trình quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng. - Sinh khối rừng có thể xác định nhanh chóng dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối với kích thước của cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó. Phương pháp này được sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu
7 Âu (Whittaker, 1966 [51]; Tritton và Hornbeck, 1982; Smith và Brand, 1983). Tuy nhiên, do khó khăn trong việc thu thập rễ cây, nên phương pháp này chủ yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất (Grier và cộng sự, 1989; Reichel, 1991; Burton V. Barner và cộng sự, 1998). - Edmonton. Et. Al đề xướng phương pháp Oxygen năm 1968 nhằm định lượng oxygen tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật màu xanh. Từ đó tính ra được năng suất và sinh khối rừng. - Schumarcher, Spurr, Prodan, Alder, Abadie: đã sử dụng mô hình toán học để mô phỏng sinh khối, năng suất rừng thông qua một số nhân tố điều tra như: đường kính, chiều cao, cấp đất, tuổi, mật độ,… - Phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối được mô tả bởi Shurrman và Geodewaaen (1971), Moore (1973), Gadow và Hui (1999), Oliveira và cộng sự (2000), Voronoi (2001), McKenzie và cộng sự (2001) [42]. - Bộ phận cây bụi và những cây tầng dưới của tán rừng đóng góp một phần quan trọng trong tổng sinh khối rừng. Có nhiều phương pháp để ước tính sinh khối cho bộ phận này, các phương pháp bao gồm: (1)- Lấy mẫu toàn bộ cây (quadrats); (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)- phương pháp mục trắc; (4)- phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan (Catchpole và Wheeler, 1992). 1.1.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng Rừng là bể chứa carbon khổng lồ của trái đất. Tổng lượng hấp thu dự trữ carbon của rừng trên toàn thế giới khoảng 830 PgC, trong đó carbon trong đất lớn hơn 1,5 lần carbon dự trữ trong thảm thực vật (Brown, 1997 [27]). Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lượng carbon dự trữ trong thảm thực vật và 50% dự trữ trong đất (Dioxon et al., 1994 [33]; Brown, 1997 [27]; IPCC, 2000 [38]; Pregitzer and Euskirchen, 2004 [44]). Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có tỷ lệ hấp thu CO2 ở sinh khối là 0,4 - 1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực bắc; 1,5 - 4,5
8 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới và 4 - 8 tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (Dioxon et al., 1994 [33]; IPCC, 2000 [38]). Brown và cộng sự (1996) [26] đã ước lượng tổng lượng carbon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thu tối đa trong vòng 50 năm (1995 - 2000) là khoảng 60 - 87 Gt C, với 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới và 5% ở rừng cực bắc (Cairns et al., 1997 [28]). Tính tổng lại rừng trồng có thể hấp thu được 11 - 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hoá thạch trong thời gian tương đương (Brown, 1997 [27]). Một số kết quả nghiên cứu về khả năng hấp thụ carbon của các dạng rừng - Năm 1980, Brawn và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng carbon trung bình trong rừng nhiệt đới Châu Á là 144 tấn/ha trong phần sinh khối và 148 tấn/ha trong lớp đất mặt với độ sâu 1m, tương đương 42 - 43 tỷ tấn carbon trong toàn châu lục. Năm 1991, Houghton R.A đã chứng minh lượng carbon trong rừng nhiệt đới châu Á là 40 - 250 tấn/ha, trong đó 50 - 120 tấn/ha ở phần thực vật và đất (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn - 2005) [6]. - Năm 1986, Paml, C.A và cộng sự [37] đã cho rằng lượng carbon trung bình trong sinh khối phần trên mặt đất của rừng nhiệt đới Châu Á là 185 tấn/ha và biến động từ 25 - 300 tấn/ha. Kết quả nghiên cứu của Brawn (1991) cho thấy rừng nhiệt đới Đông Nam Á có lượng sinh khối trên mặt đất từ 50 - 430 tấn/ha (tương đương 25 - 215 tấn C/ha) và trước khi có tác động của con người thì các trị số tương ứng là 350 - 400 tấn/ha (tương đương 175 - 200 tấn C/ha) [37]. - Brown và Pearce (1994) [27] đưa ra các số liệu đánh giá lượng carbon và tỷ lệ thất thoát đối với rừng nhiệt đới. Theo đó một khu rừng nguyên sinh có thể hấp thụ được 280 tấn carbon/ha và sẽ giải phóng 200 tấn carbon/ha nếu bị chuyển thành du canh du cư và sẽ giải phóng carbon nhiều hơn một chút nếu được chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp. Rừng trồng có thể hấp thụ khoảng 115 tấn carbon và con số này sẽ giảm từ 1/3 đến 1/4 khi rừng
9 chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp. - Năm 1995, Murdiyarso D đã nghiên cứu và đưa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lượng carbon hấp thụ từ 161-300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất [37]. - Tại Philippines, năm 1999 Lasco R [46] cho biết ở rừng tự nhiên thứ sinh có 86-201 tấn C/ha trong phần sinh khối trên mặt đất; ở rừng già con số đó là 185 - 260 tấn C/ha (tương đương 370 - 520 tấn sinh khối/ha, lượng carbon ước chiếm 50% sinh khối). - Tại Thái Lan, Noonpragop K. đã xác định lượng carbon trong sinh khối trên mặt đất là 72 - 182 tấn/ha. - Ở Malaysia, lượng carbon trong rừng biến động từ 100-160 tấn/ha và tính cả trong sinh khối và đất là 90 - 780 tấn/ha (Abu Bakar, R) [37]. - Năm 2000 tại Indonesia, Noordwijk [37] đã nghiên cứu khả năng tích luỹ carbon của các rừng thứ sinh, các hệ nông lâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm. Kết quả cho thấy lượng carbon hấp thụ trung bình là 2,5 tấn/ha/năm. - Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng carbon tích luỹ của rừng được thực hiện bởi Ilic (2000) và Mc Kenzie (2001) [42]. Theo Mc Kenzie (2001) [42], carbon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở bốn bộ phận chính: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Việc xác định lượng carbon trong rừng thường được thực hiện thông qua xác định sinh khối rừng. Kết quả nghiên cứu về sự biến động carbon sau khai thác rừng - Theo Lasco (2003) [46] lượng sinh khối và các bon của rừng nhiệt đới châu Á bị giảm khoảng 22 - 67% sau khai thác ; tại Philippines, ngay sau khi khai thác lượng carbon bị mất là 50%, so với rừng thành thục trước khai thác; ở Indonesia là 38 - 75%. - Theo Putz F.E. & Pinard M.A (1993), phương thức khai thác cũng có
10 ảnh hưởng rõ rệt tới mức thiệt hại do khai thác hay lượng carbon bị giảm. Bằng việc áp dụng phương thức khai thác giảm thiểu (RIL) tác động ở Sabah (Malaysia) sau khai thác một năm, lượng sinh khối đã đạt 44 - 67% so với trước khai thác. Lượng carbon trong lâm phần sau khai thác theo RIL cao hơn lâm phần khai thác theo phương thức thông thường đến 88 tấn/ha (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn (2005) [6]). - Nghiên cứu sự biến động carbon sau nương rẫy cho thấy rằng: Nếu rừng bị phá bỏ hoàn toàn để làm nương rẫy hay trở thành trảng cỏ sẽ làm cho khả năng tích luỹ carbon giảm nghiêm trọng (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn (2005) [6]). - Thay thế rừng tự nhiên bằng rừng trồng hoặc cây công nghiệp lâu năm là hình thức thay đổi phương thức sử dụng đất khá phổ biến ở các nước nhiệt đới và kết quả là làm giảm lượng carbon trong các hệ sinh thái mới được hình thành so với rừng tự nhiên vốn có. Tại Indonesia, các đồn điền cọ dầu và cà phê có lượng carbon thấp hơn rừng tự nhiên từ 6% - 31% (Sitompul.S.M. et al, 2000); các hệ canh tác nông lâm kết hợp và rừng trồng mức chênh lệch này là 4 - 27% (Hairiah.K. và cộng sự, 2000) (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn - 2005) [6]). - Theo Rodel D. Lasco (2002) [46], lượng carbon tích luỹ bởi rừng chiếm 47% tổng lượng carbon trên trái đất, nên việc chuyển đổi đất rừng thành các loại hình sử dụng đất khác có tác động mạnh mẽ đến chu trình carbon. Các hoạt động lâm nghiệp và sự thay đổi phương thức sử dụng đất, đặc biệt là sự suy thoái rừng nhiệt đới là một nguyên nhân quan trọng làm tăng lượng CO2 trong khí quyển, ước tính có khoảng 1,6 tỷ tấn/năm trong tổng số 6,3 tỷ tấn khí CO2/năm được phát thải ra do các hoạt động của con người. Vì vậy, rừng nhiệt đới và sự biến động của nó có ý nghĩa rất to lớn trong việc hạn chế quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu. Với sự ra đời của nghị định thư Kyoto, vai trò của rừng trong giảm phát thải khí nhà kính và chống lại sự nóng lên toàn cầu đã được khẳng định. Theo
11 kết quả tính toán, giá trị hấp thụ CO2 của các khu rừng tự nhiên nhiệt đới khoảng từ 500 - 2000 USD/ha và đối với rừng ôn đới từ 100 - 300 USD/ha (Zang, 2000). Giá trị hấp thụ CO2 ở rừng Amazon được ước tính là 1625 USD/ha/năm, trong đó rừng nguyên sinh là 4000-4400 USD/ha/năm, rừng thứ sinh là 1000-3000 USD/ha/năm và rừng thưa là 600-1000 USD/ha/năm (Camille Bann và Bruce Aylward, 1994 [29]) 1.1.3. Nghiên cứu về cây Mỡ (Manglietia conifera Dandy) Mỡ (Manglietia conifera Dandy) được Dandy mô tả tại Journ. Boot (1930) [32] là loài cây gỗ nhỡ lá rộng thường xanh, chiều cao có thể đạt được 20 - 25m và đường kính 20 - 50cm. Nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo gỗ và giá trị sử dụng của Mỡ cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu của Ginoga B, (1978) [36] cho thấy gỗ Mỡ có màu sáng và trọng lượng trung bình với tỷ trọng từ 320 - 580 kg/m3 với độ ẩm 15%. Gỗ có chất lượng tốt có thể sử dụng làm nhà và cầu, đóng đồ, gỗ ván ghép, gỗ trang trí mặt ngoài và gỗ dán. Gỗ cũng có thể dùng cho nghệ thuật trạm khắc. Stefanov-B; Naidenova-Ts (1975) [49] đã đưa ra những điểm đáng lưu ý về 39 loài cây gỗ lá rộng của việt Nam mà Bungari quan tâm, đặc biệt là ngành công nghiệp đóng đồ gia dụng, trong đó có Mỡ, Ngọc lan vàng, Long não, Đàn hương và một số cây khác. Giertz-HW (1974) [35] đã đưa ra kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm về chất hydrogen sunphite trong gỗ ở những loài cây gỗ lá rộng ở Scandinavian: Mỡ, Bạch đàn, Lõi thọ, Bồ đề,... một số chỉ tiêu như thời gian sấy, lượng chất hoá học đã sử dụng, các đặc tính về độ bền, độ đục, độ sáng và kích thước của sợi gỗ đã được so sánh với gỗ của loài cây Vân sam. Kết quả phân tích cho thấy các loài cây gỗ này thích hợp làm nguyên liệu giấy. Từ đó đã đưa ra thảo luận vấn đề mở rộng phạm vi trồng đối với các loài cây này.
12 Nghiên cứu về đất dưới tán rừng trồng Mỡ cũng được quan tâm. Theo Chertov-OG (1974) [31] đã đưa ra chi tiết về cấu tạo của đất mùn, đất sét trộn màu vàng trên tầng đất từ trung bình đến dày, hoặc sự phong hoá mạnh của đá Gnai dưới rừng trồng mỡ 10 tuổi. Nghiên cứu cho thấy sự hình thành chất mùn nhanh hơn, với một lượng Axit fulvic cao. Về lĩnh vực nông lâm kết hợp, Sellgren-P; Svensson-C (1997) [47], đã kết hợp Mỡ, Dứa và Quế làm thành hệ thống hàng rào cây xanh để giảm bớt hiện tượng xói mòn đất và cải thiện độ màu mỡ của đất. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Nghiên cứu sinh khối và năng suất rừng So với những vấn đề nghiên cứu khác trong lĩnh vực lâm nghiệp, nghiên cứu về sinh khối rừng ở nước ta được tiến hành khá muộn (cuối thập kỷ 80), tản mạn và không có hệ thống. Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng đã đem lại những kết quả rất có ý nghĩa và để lại nhiều dấu ấn. Nguyễn Hoàng Trí (1986) [21]: với công trình “Sinh khối và năng suất rừng Đước” đã áp dụng phương pháp “cây mẫu” nghiên cứu năng suất, sinh khối một số quần xã rừng Đước đôi (Zhizophora apiculata) rừng ngập mặn ven biển Minh Hải là đóng góp có ý nghĩa lớn về mặt lý luận và thực thiễn đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển nước ta. Hà Văn Tuế (1994) [23] cũng trên cơ sở phương pháp “cây mẫu” của Newboul, P.J (1967) nghiên cứu năng suất, sinh khối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du Vĩnh Phúc. Công trình “Đánh giá sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối và năng suất rừng Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) vùng Đà Lạt - Lâm Đồng” của Lê Hồng Phúc (1996) [11] 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
13 thể rừng Thông. Bên cạnh đó, Nguyễn Ngọc Lung và Ngô Đình Quế cũng đã nghiên cứu về động thái, kết cấu sinh khối và tổng sinh khối cho loài cây này. Vũ Văn Thông (1998) [20] với công trình “Nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá lẻ và lâm phần Keo lá tràm (Acacia auriculiformis Cunn) tại tỉnh Thái Nguyên” đã giải quyết được một số vấn đề thực tiễn đặt ra, đó là nghiên cứu và xây dựng mô hình xác định sinh khối Keo lá tràm, lập các bảng tra sinh khối tạm thời phục vụ cho công tác điều tra kinh doanh rừng. Cũng với loài Keo lá tràm, Hoàng Văn Dưỡng (2000) [4] đã tìm ra quy luật quan hệ giữa các chỉ tiêu sinh khối với các chi tiêu biểu thị kích thước của cây, quan hệ giữa sinh khối tươi và sinh khối khô các bộ phận thân cây Keo lá tràm. Nghiên cứu cũng đã lập được biểu tra sinh khối và ứng dụng biểu xác định sinh khối cây cá lẻ và lâm phần Keo lá tràm. Đặng Trung Tấn (2001) [18] với công trình nghiên cứu “Sinh khối rừng Đước”, đã xác định được: tổng sinh khối khô rừng Đước ở Cà Mau là 327 m3/ha, tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm là 9500kg/ha. Từ khi Cơ chế phát triển sạch được thông qua và thực sự trở thành một cơ hội mới cho ngành lâm nghiệp thì những nghiên cứu về sinh khối rừng ở nước ta bắt đầu nhận được sự quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học. Có thể kể đến một số kết quả sau: Theo Nguyễn Văn Dũng (2005) [3], rừng trồng Thông mã vĩ thuần loài 20 tuổi có tổng 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. Rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và trong vật rơi rụng) là 251,1 - 433,7 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô thân là 132,2 - 223,4 tấn/ha. Vũ Tấn Phương (2006) [14] khi nghiên cứu về sinh khối cây bụi thảm tươi tại Đà Bắc - Hòa Bình; Hà Trung, Thạch Thành, Ngọc Lặc - Thanh Hóa
14 cho kết quả: Sinh khối tươi biến động rất khác nhau giữa các loại thảm tươi cây bụi: Lau lách có sinh khối tươi cao nhất, khoảng 104 tấn/ha, tiếp đến là trảng cây bụi cao 2- 3 m có sinh khối tươi đạt khoảng 61 tấn/ha. Các loại cỏ như cỏ lá tre, cỏ tranh và cỏ chỉ (hoặc cỏ lông lợn) có sinh khối biến động khoảng 22- 31 tấn/ha. Về sinh khối khô: lau lách có sinh khối khô cao nhất, 40 tấn/ha; cây bụi cao 2-3 m là 27 tấn/ha; cây bụi cao dưới 2 m và tế guột là 20 tấn/ha; cỏ lá tre 13 tấn/ha; cỏ tranh 10 tấn/ha; cỏ chỉ, cỏ lông lợn 8 tấn/ha. Nguyễn Ngọc Lung và Nguyễn Tường Vân (2004) [9] đã sử dụng biểu quá trình sinh trưởng và biểu Biomass để tính toán sinh khối rừng. Kết quả cho thấy: tính theo biểu quá trình sinh trưởng (Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh 1999), trữ lượng thân cây cả vỏ 1 ha lúc 60 tuổi là 586m3/ha (phần cây sống) thì Biomass thân cây khô tuyệt đối là: 586 x 0,532 = 311,75 tấn. Biomass toàn rừng là: 311,75 x 1,3736 = 428,2 tấn. Còn nếu tính theo biểu Biomass thì giá trị này là 434,2 tấn. Sai số giữa biểu quấ trình sinh trưởng và biểu sản lượng là 1,4%, đây là mức sai số có thể chấp nhận được. Ngoài ra còn một số công trình nghiên cứu khác về sinh khối rừng như: Viên Ngọc Nam, Nguyễn Dương Thụy(1991) nghiên cứu sinh khối rừng Đước tại Cần Giờ; Nguyễn Văn Bé (1999) nghiên cứu sinh khối rừng Đước tại Bến Tre,... 1.2.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng Ngô Đình Quế (2005) [15] khi Nghiên cứu, xây dựng các tiêu chí, chỉ tiêu trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch ở Việt Nam đã tiến hành đánh giá khả năng hấp thụ CO2 thực tế của một số loại rừng trồng ở Việt Nam gồm: Thông nhựa, Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm và Bạch đàn Uro ở các tuổi khác nhau. Kết quả tính toán cho thấy khả năng hấp thụ CO2 của các lâm phần khác nhau tuỳ thuộc vào năng suất lâm phần đó ở các tuổi nhất định. Để tích luỹ khoảng 100 tấn CO2/ha Thông nhựa phải đến tuổi 16 - 17, Thông mã
15 vĩ và Thông 3 lá ở tuổi 10, Keo lai 4 - 5 tuổi, Keo tai tượng 5 - 6 tuổi, Bạch đàn uro ở tuổi 4-5. Kết quả này là rất quan trọng nhằm làm cơ sở cho việc quy hoạch vùng trồng, xây dựng các dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch CDM. Tác giả đã lập phương trình tương quan hồi quy - tuyến tính giữa yếu tố lượng CO2 hấp thụ hàng năm với năng suất gỗ và năng suất sinh học. Từ đó tính ra được khả năg hấp thụ CO2 thực tế ở nước ta đối với 5 loài cây trên. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Dũng (2005) [3] tại Núi Luốt - ĐHLN cho thấy rừng thông mã vĩ thuần loài 20 tuổi lượng có carbon tích luỹ là 80,7 - 122 tấn/ha; giá trị tích luỹ carbon ước tính đạt 25,8 - 39,0 triệu VNĐ/ha. Rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng lượng carbon tích luỹ là 62,5 - 103,1 tấn/ha; giá trị tích luỹ carbon ước tính đạt 20 - 33 triệu VNĐ/ha. Tác giả cũng đã xây dựng bảng tra lượng carbon tích luỹ của hai trạng thái rừng trồng keo lá tràm và thông mã vĩ theo mật độ, Dg và HL. Ngô Đình Quế (2005) [16] cho biết, với tổng diện tích là 123,95 ha sau 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 carbon của đường cơ sở, lượng carbon thực tế thu được qua việc trồng rừng theo dự án CDM là 7.553,6 tấn carbon hoặc 27.721,9 tấn CO2. Vũ Tấn Phương (2006) [14] tính toán trữ lượng carbon trong sinh khối thảm tươi cây bụi tại Hòa Bình và Thanh Hóa là 20 tấn/ha với lau lách; 14 tấn/ha với cây bụi cao 2-3 m; khoảng 10 tấn/ha với cây bụi dưới 2m và tế guột; 6,6 tấn/ha với cỏ lá tre; 4,9 tấn/ha với cỏ tranh; cỏ chỉ, cỏ lông lợn là 3,9 tấn/ha. Đây là một kết quả nghiên cứu rất quan trọng không những chỉ đóng góp cho phương pháp luận nghiên cứu sinh khối cây bụi thảm tươi mà còn là căn cứ khoa học để xây dựng kịch bản đường cơ sở cho các dự án trồng rừng CDM sau này. Nguyễn Ngọc Lung, Nguyễn Tường Vân [9] đã sử dụng công thức tổng quát của quá trình quang hợp để tính ra hệ số chuyển đổi từ sinh
16 khối khô sang CO2 đã hấp thụ là 1,630/1. Căn cứ vào biểu quá trình sinh trưởng và biểu Biomass các tác giả tính được 1 ha rừng Thông 60 tuổi ở cấp đất III chứa đựng 707,75 tấn CO2. Các tác giả thường thiết lập mối quan hệ giữa lượng carbon tích lũy của rừng với các nhân tố điều tra cơ bản như đường kính, chiều cao vút ngọn, mật độ,... cụ thể như Nguyễn Văn Dũng (2005) [3] đã lập phương trình cho 2 loài Thông mã vĩ và Keo lá tràm; Ngô Đình Quế (2005) [15] đã xây dựng mối quan hệ cho các loài Thông nhựa, Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm, Bạch đàn Uro; Vũ Tấn Phương (2006) [13] xây dựng các phương trình quan hệ cho Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm, Bạch đàn Urophylla, Quế. Đây là những cơ sở quan trọng cho việc xác định nhanh lượng carbon tích lũy của rừng trồng nước ta thông qua điều tra một số chỉ tiêu đơn giản. Khả năng hấp thụ carbon của rừng tự nhiên cũng được quan tâm nghiên cứu. Vũ Tấn Phương (2006) [13] đã nghiên cứu trữ lượng carbon theo các trạng thái rừng cho biết: rừng giàu có tổng trữ lượng carbon 694,9 - 733,9 tấn CO2/ha; rừng trung bình 539,6-577,8 tấn CO2/ha; rừng nghèo 387,0-478,9 tấn CO2/ha; rừng phục hồi 164,9 - 330,5 tấn CO2/ha và rừng tre nứa là 116,5 - 277,1 tấn CO2/ha. Theo Hoàng Xuân Tý (2004) [24], nếu tăng trưởng rừng đạt 15 m3/ha/năm, tổng sinh khối tươi và chất hữu cơ của rừng sẽ đạt được xấp xỉ 10 tấn/ha/năm tương đương 15 tấn CO2/ha/năm, với giá thương mại cacbonic tháng 5/2004 biến động từ 3-5 USD/tấn CO2, thì một ha rừng như vậy có thể đem lại 45-75 USD (tương đương 675.000 - 1.120.000 đồng Việt Nam) mỗi năm. 1.2.3. Các hoạt động liên quan đến CDM ở Việt Nam Việt Nam đã phê chuẩn Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) ngày 16/11/1994 và Nghị định thư Kyoto vào ngày 25/9/2002, được đánh giá là một trong những nước tích cực tham gia vào
17 Nghị định thư Kyoto sớm nhất (Hoàng Mạnh Hoà, 2004) [5]. Theo kết quả kiểm kê khí nhà kính ở Việt Nam năm 1994, mức phát thải của nước ta hiện vẫn còn rất thấp: 103 triệu tấn CO2 tương đương [6] (có nhiều loại khí nhà kính, nhưng được quy đổi ra CO2 thì gọi là CO2 tương đương). Tuy nhiên, trong xu thế phát triển của đất nước, chắc chắn mức phát thải này sẽ còn tăng lên. Do vậy, chúng ta phải có những biện pháp thích hợp để hạn chế phát thải ở mức thấp nhất. Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường [22], hiện nay có một số dự án đang được nghiên cứu xây dựng, triển khai ở Việt Nam là: - Dự án mẫu về chuyển đổi nhiên liệu cho tổ máy số 3 nhà máy điện Thủ Đức. - Dự án thu hồi và sử dụng khí bãi rác tại Hải Phòng. - Dự án thu hồi và sử dụng khí bãi rác tại TP Hồ Chí Minh. Các dự án về Lâm nghiệp là rất ít, mới chỉ có hai dự án : “Trồng rừng môi trường trên đất mới ở A Lưới - tỉnh Thừa Thiên - Huế” với lượng CO2 giảm được là 27.528 tấn/năm do Uỷ ban nhân dân huyện A Lưới, Hội nông dân A Lưới, Lâm trường A Lưới và tổ chức phát triển Hà Lan thực hiện và “Dự án hợp tác của Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng với Tổ chức IGPO” trong việc cung cấp giống cây Keo lưỡi liềm (Acacia crassicarpa) và Bạch đàn (Eucalyptus terreticornis) đã được cải thiện và chọn lọc để trồng 1.600 ha rừng ở miền Trung. Năng suất sinh trưởng tăng 15 – 20% so với giống cũ, tương đương với lượng carbon được cố địn thêm là 6.000 tấn/ha/năm (bằng 22.000 tấn CO2). Ngoài ra, Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam - một trong những đơn vị đã có nhiều hoạt động liên quan đến trồng rừng CDM như:
18 - Nghiên cứu xây dựng tiêu chí cho các Dự án CDM tại Việt Nam. - Đánh giá tiềm năng hấp thụ CO2 của các thảm thực vật khác nhau tại một số tỉnh Hoà Bình, Thanh Hoá. - Dự án Capacity Development for AR-CDM Promotion in Viet Nam do Jica tài trợ thực hiện bởi trường Đại học Lâm nghiệp và Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. - Phối hợp với tổ chức SNV của Hà Lan thử nghiệm quy hoạch trồng rừng CDM tại huyện A Lưới - tỉnh Thừa Thiên - Huế (2005). - Thử nghiệm xây dựng đường cơ sở cho dự án CDM trong Lâm nghiệp theo yêu cầu của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Theo ước tính của nhóm nghiên cứu Chiến lược quốc gia về cơ chế phát triển sạch do Bộ Tài nguyên và Môi trường mới công bố, dự kiến Việt Nam có thể thu nhập thêm đến 250 triệu USD từ việc bán chứng chỉ giảm phát thải trong giai đoạn từ 2008 đến 2012. Tuy nhiên, thu nhập chính xác còn phụ thuộc vào giá mua bán carbon trên thị trường thế giới. 1.2.4. Nghiên cứu về cây Mỡ Khi mới đưa một loài cây mọc tự nhiên vào trồng rừng, yêu cầu của thực tiễn sản xuất Lâm nghiệp đòi hỏi trước hết phải xác định được hệ thống biện pháp kỹ thuật cho kinh doanh rừng trồng đối với loài cây đó. Vì thế, hầu hết các nghiên cứu về cây Mỡ đều tập trung vào những vấn đề như: Thu hái, chế biến, bảo quản hạt (Lê Thị Hào, 1965); gieo ươm cây con (Nguyễn Minh Hằng, 1976); phòng trừ sâu bệnh (Nguyễn Trung Tín, 1975, 1981); tỉa thưa rừng trồng (Lương Văn Thái, 1971; Viện nghiên cứu Lâm nghiệp, 1980); Quy luật tăng trưởng của Vũ Đình Phương [12] và nhiều nghiên cứu khác. Tất cả những nghiên cứu trên đã có những đóng góp quan trọng trong việc kinh doanh rừng Mỡ thành công trên miền Bắc nước ta trong những năm qua. Yêu cầu của sản xuất lâm nghiệp đối với việc tăng năng suất rừng Mỡ