Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu sinh khối và tích tụ carbon trên mặt đất đối với rừng Tràm (Melaleuca cajuputi powell) trồng ở tỉnh Đồng Tháp

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:91

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định sinh khối và dự trữ carbon trên mặt đất đối với cây cá thể và quần thụ Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi để làm cơ sở cho quản lý rừng và tính toán chi trả dịch vụ môi trường rừng ở tỉnh Đồng Tháp.

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 tích tụ carbon trên mặt đất đối với rừng Tràm (Melaleuca cajuputi powell) trồng ở tỉnh Đồng Tháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN PHƯỚC THÀNH NGHIÊN CỨU SINH KHỐI VÀ TÍCH TỤ CARBON TRÊN MẶT ĐẤT ĐỐI VỚI RỪNG TRÀM (Melaleuca cajuputi Powell) TRỒNG Ở TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Đồng Nai, 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN PHƯỚC THÀNH NGHIÊN CỨU SINH KHỐI VÀ TÍCH TỤ CARBON TRÊN MẶT ĐẤT ĐỐI VỚI RỪNG TRÀM (Melaleuca cajuputi Powell) TRỒNG Ở TỈNH ĐỒNG THÁP CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60 62 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGUYỄN TRỌNG BÌNH Đồng Nai, 2015
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác./. Tác giả Nguyễn Phƣớc Thành
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành!  Cha, mẹ và những người thân trong gia đình đã luôn ủng hộ, động viên tôi trong suốt quá trình tham gia khóa học tập lớp đào tạo thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp chuyên ngành Lâm học của Trường Đại học Lâm nghiệp.  Thầy hướng dẫn:PGS. TS. Nguyễn Trọng Bình đã tận tình giúp đỡ và dẫn dắt tôi nghiên cứu hoàn thành luận văn này.  Quý thầy, cô đã tham gia giảng dạy lớp Cao học Lâm học khóa K21A- CS2 (2013-2015) tại Cơ sở 2- Trường Đại học Lâm nghiệp.  Ban Khoa học - Công nghệ, Ban Giám đốc cơ sở 2 trường Đại Học Lâm nghiệp, thị trấn Trảng bom, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai; Khoa Sau đại học, Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ, Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi nghiên cứu hoàn thành luận văn.  Ban lãnh đạo Chi cục Kiểm lâm tỉnh Đồng Tháp đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thời gian nghiên cứu thực hiện luận văn tốt nghiệp này; Các anh, em đồng nghiệp tại Văn phòng Chi cục Kiểm lâm và các Hạt Kiểm lâm và các đơn vị quản lý rừng trên địa bàn tỉnh đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong thực hiện thu thập số liệu của đề tài.  Lãnh đạo và cán bộ công chức Phòng phân tích thí nghiệm - Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ.  Toàn thể học viên lớp Cao học Lâm học K20A-LH, cùng bạn bè đồng nghiệp đã hỗ trợ, động viên trong suốt quá trình học và thực hiện đề tài./. Đồng Nai, ngày 30 tháng 12 năm 2015 Tác giả Nguyễn Phƣớc Thành
iii MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1 2. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................................2 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..............................................3 1.1. Một số thuật ngữ ..................................................................................................3 1.2. Ý nghĩa của việc xác định sinh khối và dự trữ carbon của rừng ..........................3 1.3. Những phương pháp xác định sinh khối và dự trữ carbon của rừng....................4 1.3.1. Tình hình chung ................................................................................................4 1.3.2. Xác định sinh khối của rừng bằng phương pháp cân đo trực tiếp ....................5 1.3.3. Phương pháp hàm thống kê sinh khối ...............................................................7 1.3.4. Sai số ước lượng sinh khối và dự trữ carbon của rừng .....................................8 1.4. Thảo luận chung ...................................................................................................9 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................................11 2.1. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................................11 2.1.1. Mục tiêu tổng quát ..........................................................................................11 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................................11 2.2. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................11 2.3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................11 2.4. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................11 2.5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................12 2.5.1. Phương pháp luận............................................................................................12 2.5.2. Phương pháp thu thập số liệu ..........................................................................13 2.5.2.1. Những chỉ tiêu nghiên cứu ...........................................................................13 2.5.2.2. Số lượng ô mẫu và cây mẫu .........................................................................13 2.5.2.3. Xác định đặc điểm của rừng Tràm cajuputi .................................................13 2.5.2.4. Thu thập sinh khối và dự trữ carbon trên những cây mẫu ...........................14 2.5.3. Phương pháp xử lý số liệu ...............................................................................14
iv 2.5.3.1. Xây dựng hững hàm sinh trưởng đối với cây Tràm cajuputi .......................14 2.5.3.2. Xây dựng những hàm sinh trưởng đối với quần thụ Tràm cajuputi ............15 2.5.3.3. Xây dựng những hàm Bi = f(A) và Bi = f(D) ..............................................16 2.5.3.4. Xây dựng những hàm Bi = f(D, H) ..............................................................16 2.5.3.5. So sánh sai lệch của các hàm sinh khối với những biến dự đoán khác nhau ...................................................................................................................................16 2.5.3.6. Ước lượng sinh khối rừng Tràm cajuputi ở những tuổi khác nhau .............17 2.5.3.7. Ước lượng dự trữ carbon trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi .............17 2.5.3.8. Khảo sát quá trình sinh trưởng của cây cá thể và quần thụ Tràm cajuputi ..17 2.5.3.9. Khảo sát quá trình biến đối sinh khối của rừng Tràm cajuputi....................18 2.5.4. Công cụ tính toán ............................................................................................18 Chƣơng 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................19 3.1. Vị trí địa lý .........................................................................................................19 3.2. Ðịa hình ..............................................................................................................19 3.3. Khí hậu, thuỷ văn ...............................................................................................20 3.4. Đất đai ................................................................................................................20 3.5. Tài nguyên rừng .................................................................................................21 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................23 4.1. Sinh trưởng của rừng Tràm cajuputi ..................................................................23 4.1.1. Xây dựng hàm sinh trưởng đường kính thân cây Tràm cajuputi ....................23 4.1.2. Xây dựng hàm sinh trưởng chiều cao thân cây Tràm cajuputi .......................24 4.1.3. Xây dựng hàm thể tích thân cây Tràm cajuputi ..............................................26 4.1.4. Xây dựng hàm sinh trưởng trữ lượng rừng Tràm cajuputi .............................27 4.1.5. Khảo sát sinh trưởng của rừng Tràm cajuputi ................................................29 4.2. Xây dựng những hàm sinh khối dựa theo tuổi và đường kính thân cây ............32 4.2.1. Xây dựng những hàm ước lượng sinh khối dựa theo tuổi cây ........................32 4.2.1.1. Hàm tổng sinh khối trên mặt đất đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi.32 4.2.1.2. Xây dựng hàm sinh khối thân đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi .....34 4.2.1.3. Xây dựng hàm tổng sinh khối cành và lá đối với cây Tràm cajuputi ..........36
v 4.2.2. Những hàm sinh khối dựa theo đường kính thân cây Tràm cajuputi .............37 4.2.2.1. Xây dựng hàm tổng sinh khối trên mặt đất đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi ........................................................................................................................37 4.2.2.2. Xây dựng hàm sinh khối thân đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi .....39 4.2.2.3. Xây dựng hàm tổng sinh khối cành và lá đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi ........................................................................................................................41 4.3. Xây dựng hàm sinh khối dựa theo đường kính và chiều cao thân cây ..............43 4.3.1. Xây dựng hàm BTo = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi .........43 4.3.2. Xây dựng hàm BT = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi ..........44 4.3.3. Xây dựng hàm BCL = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi.........45 4.3.4. So sánh sai lệch của những hàm sinh khối đối với cây Tràm cajuputi ...........46 4.3.4.1. So sánh sai lệch của những hàm ước lượng tổng sinh khối dựa theo những biến dự đoán khác nhau .............................................................................................46 4.3.4.2. So sánh sai lệch của những hàm sinh khối thân dựa theo những biến dự đoán khác nhau ..........................................................................................................49 4.3.4.3. So sánh sai lệch của những hàm tổng sinh khối cành và lá dựa theo những biến dự đoán khác nhau .............................................................................................52 4.4. Sinh khối và dự trữ carbon trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi ................55 4.4.1. Sinh khối trên mặt đất đối với cây Tràm cajuputi ..........................................55 4.4.2. Sinh khối và dự trữ carbon trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi .............56 4.4.2.1. Sinh khối trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi .....................................56 4.4.2.2. Dự trữ carbon trong sinh khối trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi .....62 4.4.2.3. Khả năng hấp thụ dioxit carbon đối với rừng Tràm cajuputi ......................64 4.5. Một số đề xuất ....................................................................................................67 4.5.1. Dự đoán sinh trưởng của rừng Tràm cajuputi.................................................67 4.5.2. Những hàm ước lượng sinh khối trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi dựa theo tuổi và đường kính bình quân............................................................................67 4.5.3. Ước lượng tổng sinh khối và khối lượng carbon dự trữ trong sinh khối đối với rừng Tràm cajuputi....................................................................................................69
vi KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 70 1. Kết luận .................................................................................................................70 2. Tồn tại ...................................................................................................................71 3. Kiến nghị ...............................................................................................................71
vii NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên gọi đầy đủ A (năm) Tuổi cây, lâm phần Bi (kg, tấn) Sinh khối khô của những thành phần cây gỗ BTo (kg, tấn) Tổng sinh khối trên mặt đất của cây gỗ BT (kg, tấn) Sinh khối thân BC (kg, tấn) Sinh khối cành BL (kg, tấn) Sinh khối lá BCL (kg, tấn) Sinh khối cành, lá Ci Khối lượng carbon trung bình trong sinh khối đối với 1 ha CTo Khối lượng carbon dự trữ trong những thành phần sinh khối CT Khối lượng carbon dự trữ trong sinh khối thân CCL Khối lượng carbon dự trữ trong sinh khối cành và lá D (cm) Đường kính thân cây ở vị trí ngang ngực D (cm) Đường kính thân cây ở vị trí ngang ngực bình quân H (m) Chiều cao thân cây H Chiều cao thân cây bình quân IPCC Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change) M (m3/ha) Trữ lượng gỗ thân cây/ha M Trữ lượng gỗ thân cây/ha bình quân MAE Sai số tuyệt đối trung bình (Mean Absolute Error) MAPE Sai số tuyệt đối trung bình theo phần trăm (Mean Absolute Percent Error) P(%) Tỷ lệ carbon trong sinh khối Pd% Suất tăng trưởng về đường kính Ph% Suất tăng trưởng về chiều cao
viii Pm% Suất tăng trưởng về trữ lượng PV% Suất tăng trưởng về thể tích R2 Hệ số xác định (R-Squared) Se Sai số chuẩn của ước lượng (Standard Error of Est) SSR Tổng bình phương sai lệch (Sum of Square Residuals) V (m3) Thể tích thân cây V Thể tích thân cây bình quân ZD Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về đường kính ZH Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về chiều cao ZV Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về thể tích ZM Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về trữ lượng D Lượng tăng trưởng bình quân năm về đường kính H Lượng tăng trưởng bình quân năm về chiều cao V Lượng tăng trưởng bình quân năm về thể tích M Lượng tăng trưởng bình quân năm về trữ lượng
ix DANH SÁCH BẢNG TT Tên bảng Trang 4.1 Những hàm D = f(A) đối với cây Tràm cajuputi được làm phù hợp 23 với 3 hàm Korf, Gompertz và Korsun-Strand. 4.2 Tương quan và sai lệch của ba hàm D = f(A) đối với cây Tràm 23 cajuputi 4.3 Những hàm H = f(A) đối với cây Tràm cajuputi được làm phù hợp 24 với 3 hàm Korf, Gompertz và Kosun-Strand. 4.4 Tương quan và sai lệch của hàm H = f(A) đối với cây Tràm cajuputi 24 4.5 Những hàm V = f(A) đối với cây Tràm cajuputi được làm phù hợp 25 với 3 hàm Korf, Gompertz và Korsun-Strand 4.6 Tương quan và sai lệch của hàm V = f(A) đối với cây Tràm cajuputi 25 4.7 Những hàm M = f(A) đối với rừng Tràm cajuputi được làm phù hợp 27 với 3 hàm Korf, Gompertz và Korsun-Strand 4.8 Tương quan và sai lệch của hàm M = f(A) đối với rừng Tràm cajuputi 27 4.9 Những hàm phù hợp để mô tả quan hệ D = f(A), H = f(A), V = f(A), 28 N = f(A) và M = f(A) 4.10 Quá trình sinh trưởng đường kính, chiều cao, thể tích thân cây và trữ 29 lượng gỗ của rừng Tràm cajuputi 12 tuổi 4.11 Những đặc trưng sinh trưởng đường kính, chiều cao, thể tích thân cây 29 và trữ lượng gỗ của rừng Tràm cajuputi 12 tuổi 4.12 Những hàm BTo = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 31 4.13 Kiểm định hàm BTo = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 32 4.14 Những hàm BT = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 33 4.15 Kiểm định hàm BT = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 33 4.16 Những hàm BCL = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 35 4.17 Kiểm định hàm BCL = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 35 4.18 Những hàm BTo = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 37
x 4.19 Kiểm định hàm BTo = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 37 4.20 Những hàm BT = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 38 4.21 Kiểm định hàm BT = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 39 4.22 Những hàm BCL = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 40 4.23 Kiểm định hàm BCL = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 40 4.24 Những hàm BTo = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 42 4.25 Kiểm định hàm BTo = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 42 tuổi 4.26 Những hàm BT = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 43 4.27 Kiểm định hàm BT = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 43 4.28 Những hàm BCL = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 44 4.29 Kiểm định hàm BCL = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 44 tuổi 4.30 Những hàm BTo = f(A), BTo = f(D) và BTo = f(D, H) đối với cây 45 Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.31 Thống kê tương quan và sai lệch của các hàm BTo = f(A), BTo = f(D) 46 và BTo = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.32 Tổng sinh khối trên mặt đất đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 46 được ước lượng theo 3 hàm: BTo = f(A), BTo = f(D) và BTo = f(D, H) 4.33 Kiểm định sự khác biệt giữa 3 hàm ước lượng tổng sinh khối trên mặt 48 đất đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.34 Những hàm BT = f(A), BT = f(D) và BT = f(D, H) đối với cây Tràm 48 cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.35 Thống kê tương quan và sai lệch của các hàm BT = f(A), BT = f(D) và 48 BT = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.36 Sinh khối thân đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi được ước 49 lượng theo 3 hàm: BT = f(A), BT = f(D) và BT = f(D, H) 4.37 Kiểm định sự khác biệt giữa 3 hàm ước lượng sinh khối thân đối với 50 cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi
xi 4.38 Những hàm BCL = f(A), BCL = f(D) và BCL = f(D, H) đối với cây 51 Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.39 Thống kê tương quan và sai lệch của các hàm BCL = f(A), BCL = f(D) 51 và BCL = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.40 Tổng sinh khối cành và lá đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 52 được ước lượng theo 3 hàm: BCL = f(A), BCL = f(D) và BCL = f(D, H) 4.41 Kiểm định sự khác biệt giữa 3 hàm ước lượng tổng sinh khối cành và 53 lá đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.42 Sinh khối đối với các thành phần của cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 54 4.43 Sinh khối trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 56 4.44 Quá trình biến đổi tổng sinh khối trên mặt đất đối với rừng Tràm 57 cajuputi 12 tuổi 4.45 Quá trình biến đổi sinh khối thân đối với rừng Tràm cajuputi 12 tuổi 57 4.46 Quá trình biến đổi tổng sinh khối cành và lá đối với rừng Tràm 58 cajuputi 12 tuổi 4.47 Những đặc trưng sinh trưởng sinh khối trên mặt đất đối với rừng 58 Tràm cajuputi 12 tuổi 4.48 Khối lượng carbon trong sinh khối trên mặt đất đối với rừng Tràm 62 cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.49 Quá trình tích lũy carbon trong tổng sinh khối trên mặt đất đối với 63 rừng Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 4.50 Khả năng hấp thụ dioxit carbon đối với rừng Tràm cajuputi từ 2 – 12 64 tuổi 4.51 Khối lượng dioxit carbon hấp thụ hàng năm để tạo ra tổng sinh khối 65 trên mặt đất đối với rừng Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 4.52 Những hàm phù hợp để mô tả quan hệ D = f(A), H = f(A), V = f(A), 66 N = f(A) và M = f(A) 4.53 Những hàm BTo = f(A), BTo = f(D) và BTo = f(D, H) đối với cây Tràm 67 cajuputi từ 2 – 12 tuổi
xii 4.54 Những hàm BT = f(A), BT = f(D) và BT = f(D, H) đối với cây Tràm 67 cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.55 Những hàm BCL = f(A), BCL = f(D) và BCL = f(D, H) đối với cây 67 Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi DANH SÁCH HÌNH TT Tên bảng Trang 3.1 Bản đồ hiện trạng rừng tỉnh Đồng Tháp năm 2015 22 4.1 Đồ thị mô tả quan hệ D = f(A) đối với Tràm cajuputi được làm phù 24 hợp với hàm Korsun-Strand 4.2 Đồ thị mô tả quan hệ H = f(A) đối với Tràm cajuputi được làm phù 25 hợp với Korsun-Strand 4.3 Đồ thị mô tả quan hệ V = f(A) đối với Tràm cajuputi được làm phù 26 hợp với Gompertz 4.4 Đồ thị mô tả quan hệ N = f(A) đối với Tràm cajuputi 27 4.5 Đồ thị mô tả quan hệ M = f(A) đối với Tràm cajuputi được làm phù 28 hợp với Gompertz 4.6 Đồ thị mô tả quá trình tăng trưởng của cây cá thể và quần thụ Tràm 31 cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.7 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa BTo (kg) với A (năm) đối với cây 33 Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi bằng 4 hàm khác nhau 4.8 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa BT (kg) với A (năm) đối với cây Tràm 35 cajuputi từ 2 – 12 tuổi bằng 4 hàm khác nhau 4.9 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa BCL (kg) với A (năm) đối với cây 37 Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi bằng 4 hàm khác nhau 4.10 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa BTo (kg) với D (cm) đối với cây Tràm 39 cajuputi từ 2 – 12 tuổi bằng 4 hàm khác nhau
xiii 4.11 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa BT (kg) với D (cm) đối với cây Tràm 40 cajuputi từ 2 – 12 tuổi bằng 4 hàm khác nhau 4.12 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa BCL (kg) với D (cm) đối với cây Tràm 42 cajuputi từ 2 – 12 tuổi bằng 4 hàm khác nhau 4.13 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Bi với D và H đối với cây Tràm 45 cajuputi 4.14 Đồ thị biểu diễn tổng sinh khối (a) và sai lệch của ba hàm dự đoán 46 tổng sinh khối (b) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.15 Đồ thị biểu diễn sinh khối thân (a) và sai lệch của ba hàm dự đoán 50 sinh khối thân (b) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.16 Đồ thị biểu diễn sinh khối cành và lá (a) và sai lệch của ba hàm dự 53 đoán sinh khối cành và lá (b) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.17 Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi sinh khối trên mặt đất đối với cây 56 Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.18 Đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi sinh khối đối với rừng Tràm 60 cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.19 Đồ thị biểu diễn lượng tăng trưởng sinh khối đối với rừng Tràm 61 cajuputi trong giai đoạn 12 tuổi 4.20 Đồ thị biểu diễn dự trữ carbon trong sinh khối đối với rừng Tràm 63 cajuputi từ 2 – 12 tuổi 4.21 Đồ thị biểu diễn khối lượng dioxit carbon được rừng Tràm cajuputi 66 hấp thụ từ 2 – 12 tuổi
xiv DANH SÁCH PHỤ LỤC TT Tên phụ lục 1 Số liệu giải tích thân cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 2 Hồi quy và tương quan D = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 3 Hồi quy và tương quan H = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 4 Hồi quy và tương quan V = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 5 Mô hình N = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 – 12 tuổi: OTC = 100 m2 6 Hồi quy và tương quan M = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 7 Quá trình sinh trưởng của cây cá thể và quần thụ Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 8 Hồi quy và tương quan BTo = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 9 Hồi quy và tương quan BT = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 10 Hồi quy và tương quan BCL = f(A) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 11 Hồi quy và tương quan BTo = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 12 Hồi quy và tương quan BT = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 13 Hồi quy và tương quan BCL = f(D) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 14 Hồi quy và tương quan BTo = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 15 Hồi quy và tương quan BT = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2 - 12 tuổi 16 Hồi quy và tương quan BCL = f(D, H) đối với cây Tràm cajuputi từ 2-12 tuổi 17 So sánh sinh khối đối với cây Tràm cajuputi được ước lượng theo hàm BT = f(A), BTo = f(D) và BTo = f(D, H). 18 Số liệu 99 cây tiêu chuẩn 19 Một số hình ảnh khi thực hiện thu thập số liệu của đề tài
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Để hạn chế những ảnh hưởng xấu của biến đổi khí hậu đến sức khỏe, hoạt động của con người và chức năng của các hệ sinh thái trên trái đất, Liên Hợp Quốc (LHQ) đã xác định mục tiêu là ổn định hàm lượng những khí nhà kính trong khí quyển ở mức không gây ra những biến đổi lớn về khí hậu và các hệ sinh thái trên trái đất (IPCC, 2000) [20]. Để đạt được mục tiêu này, Nghị định thư Kyoto (1997) đã đề nghị các nước công nghiệp phát triển phải cắt giảm sự phát thải các khí nhà kính vào không khí. Ngoài ra, các nước cũng cần phải bảo vệ và phát triển các thảm thực vật, bởi vì chúng có khả năng cố định CO2 trong sinh khối. Thảm thực vật rừng, đặc biệt là rừng nhiệt đới là những hệ sinh thái có khả năng lớn nhất đối với việc điều hòa khí hậu, hấp thu và dự trữ carbon. Vì thế, bảo vệ và phát triển rừng là một biện pháp hữu hiệu nhất để hạn chế sự biến đổi khí hậu (IPCC, 2000, 2004, 2006)[20-22]. Theo Nghị định thư Kyoto (1997), các nước đã ký Nghị định thư Kyoto đều phải báo cáo những thay đổi về sinh khối và dự trữ carbon trong các hệ sinh thái rừng của nước mình. Việt Nam đã phê chuẩn công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) ngày 16 tháng 11 năm 1994 và Nghị định thư Kyoto ngày 25 tháng 09 năm 2006 [12]. Vì thế, Việt Nam cũng có trách nhiệm báo cáo những thay đổi về sinh khối và dự trữ carbon trong các hệ sinh thái rừng. Ngoài ra, định lượng sinh khối và dự trữ carbon của rừng còn có ý nghĩa lớn đối với việc quản lý rừng và sử dụng năng lượng trong sinh khối của rừng [17], [25], [30]. Tràm (Melaleuca cajuputi Powell) (gọi tắt là Tràm cajuputi) là loài cây chiếm ưu thế trong hệ sinh thái rừng ngập nước phèn ở đồng bằng sông Cửu Long (Thái Văn Trừng, 1999) [14]. Tại Đồng Tháp, rừng Tràm cajuputi chiếm diện tích khoảng 6062 ha. Rừng Tràm cajuputi có giá trị cao không chỉ về mặt kinh tế, quốc phòng, bảo vệ và cải biến môi trường, mà còn có ý nghĩa xã hội và tham quan du lịch. Trước đây đã có một số công trình nghiên cứu về hệ sinh thái rừng Tràm
2 cajuputi [7], [9], sinh trưởng và năng suất rừng Tràm cajuputi [2], [13]. Những kết quả nghiên cứu này là cơ sở khoa học cho việc xây dựng những phương thức kinh doanh rừng Tràm cajuputi. Ở Việt Nam, nhiều tác giả cũng quan tâm đến sinh khối và dự trữ carbon trong sinh khối của cây gỗ và quần thụ. Lê Hồng Phúc (1995) [11] đã xây dựng những hàm ước lượng sinh khối (B, kg) đối với rừng trồng Thông ba lá ở Lâm Đồng. Võ Đại Hải (2008) [6] đã xây dựng những hàm ước lượng sinh khối đối với rừng trồng Keo lai ở Việt Nam. Phạm Xuân Quý (2010) [13] đã khảo sát sinh khối đối với rừng Tràm cajuputi ở khu vực Tây Nam Bộ. Những tác giả này đã xây dựng các hàm sinh khối ở dạng hàm lũy thừa với biến dự đoán đường kính thân cây ngang ngực (D, cm), nghĩa là B = a*D^b. Bởi vì B của cây gỗ và quần thụ biến đổi theo tuổi dưới dạng đường cong Sigmoid hay hình chữ S, nên hàm lũy thừa mô tả chưa chính xác quá trình biến đổi B theo tuổi (A, năm) của cây gỗ và quần thụ. Xuất phát từ đó, đề tài này xác định sinh khối trên mặt đất đối với rừng trồng Tràm cajuputi trong giai đoạn từ 2 đến 12 tuổi ở tỉnh Đồng Tháp. 2. Ý nghĩa của đề tài Về lý luận, đề tài cung cấp những thông tin để xác định chu trình chuyển hóa vật chất và năng lượng đối với rừng Tràm cajuputi. Về thực tiễn, đề tài cung cấp những hàm ước lượng sinh khối để làm cơ sở cho việc thống kê sinh khối và dự trữ carbon trong sinh khối, xây dựng kế hoạch quản lý rừng, điều tra rừng và tính toán chi trả dịch vụ môi trường đối với rừng Tràm cajuputi.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Một số thuật ngữ Sinh khối thực vật (Plant Biomass) là thuật ngữ biểu thị tổng trọng lượng của những thành phần (thân, cành, lá, vỏ, gốc, rễ, hoa, quả) còn sống. Đối với cây gỗ, do một bộ phận của cây đã chết (gỗ lõi) nhưng vẫn giữa mối liên hệ chặt chẽ với cây, nên thuật ngữ sinh khối được thay bằng thuật ngữ thực vật khối (Phytomass). Tuy vậy, để dễ hiểu và thống nhất về khái niệm, thuật ngữ “Thực vật khối” cũng được gọi là “Sinh khối”. Sinh khối của rừng (Forest Biomass) là tổng sinh khối của những thành phần sinh vật cấu thành rừng. Bởi vì đối tượng nghiên cứu của lâm học là cây gỗ hay quần thụ, nên thuật ngữ “Sinh khối của rừng” chỉ được gọi là “Sinh khối cây gỗ hay quần thụ”. Quần thụ là tập hợp những cây gỗ hình thành rừng. Sinh khối của quần thụ (Stand Biomass) là tổng sinh khối của những cây gỗ hình thành quần thụ. Dự trữ carbon của cây gỗ và quần thụ là tổng khối lượng carbon trong những thành phần sinh khối (thân, cành, lá, vỏ, gốc, rễ) của cây gỗ và quần thụ. Sinh khối và tỷ lệ carbon trong những thành phần của cây và quần thụ thay đổi theo tuổi và điều kiện lập địa (Kimmins, 1998 [25]; Nguyễn Văn Thêm, 2002 [15]). 1.2. Ý nghĩa của việc xác định sinh khối và dự trữ carbon của rừng Hàm lượng carbon trong không khí chiếm tỷ lệ rất nhỏ (0,04%). Tuy vậy, nó đóng vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên trái đất. Trong quá trình quang hợp, cây xanh hấp thu dioxit carbon từ không khí và chuyển thành carbon hydrat và thải ôxy vào không khí. Khi thực vật chết đi hoặc bị cháy, thì carbon trong những cơ quan của chúng lại được phóng thải vào không khí. Chu trình dioxit carbon đã xuất hiện và tồn tại trên trái đất hàng triệu năm qua (Kimmins, 1998) [25]. Theo IPCC (2000, 2004, 2006) [20-22], các hệ sinh thái trên trái đất bao gồm 5 bể carbon: sinh khối trên mặt đất, sinh khối dưới mặt đất, vật rụng, xác chết của thực vật và vật chất hữu cơ trong những lớp đất. Những bể carbon này có thể thay đổi do khai thác rừng, phá rừng, cháy rừng, suy thoái rừng và chuyển rừng thành
4 những mục đích khác. Hệ sinh thái rừng là một trong những bể carbon lớn nhất trên trái đất. Chính vì thế, những bể carbon của rừng đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cân bằng dioxit carbon của trái đất. Rừng nhiệt đới lưu trữ 46% lượng carbon trên mặt đất và 11,6% lượng carbon trong đất. Chính vì thế rừng nhiệt đới đóng vai trò vô cùng quan trọng trong chu trình carbon trên trái đất (Brown và ctv, 1989) [16]. Mặc dù trước đây đã có nhiều tác giả xây dựng những phương pháp tính toán sinh khối và dự trữ carbon của các hệ sinh thái rừng, nhưng những phương pháp này vẫn còn kém chính xác. Mặt khác, một số mô hình dự đoán sinh khối ở vùng này lại được áp dụng cho vùng khác. Vì thế, xác định những phương pháp ước lượng sinh khối và dự trữ carbon trong sinh khối đối với những loại rừng khác nhau vẫn cần được đặt ra (Brown, 2002 [17]; Chavé và và ctv, 2001 [18]; Chaiyo và ctv, 2011 [19]) . Theo IPCC (2000, 2004, 2006) [20-22], những nước đã ký Nghị định thư Kyoto (1997) phải có nghĩa vụ cắt giảm các khí nhà kính. Để đạt được điều đó, các nước có thể gia tăng dự trữ carbon trong các hệ sinh thái, đặc biệt là hệ sinh thái rừng. Điều đó cho thấy sự cần thiết phải xây dựng những phương pháp điều tra và đánh giá sinh khối và dự trữ carbon trong sinh khối của rừng. 1.3. Những phƣơng pháp xác định sinh khối và dự trữ carbon của rừng 1.3.1. Tình hình chung Nhiểu tác giả (Brown, 2002 [17]; Chavé và ctv, 2001 [18]; Jalkanen và ctv, 2005 [24]; Jenkins và ctv, 2003 [23]; Ketterings và ctv, 2001 [26]; Lehtonen và ctv, 2004 [27]; Paladinic và ctv, 2009 [28]) cho rằng, sinh khối của cây gỗ và quần thụ có thể được xác định theo năm phương pháp khác nhau. Một là phương pháp cân đo trực tiếp sinh khối của các thành phần cây gỗ (thân, cành, lá, vỏ, rễ…) trên những ô mẫu điển hình. Hai là phương pháp hàm sinh khối được xây dựng cho từng loài cây, nhóm loài cây hoặc nhóm rừng khác nhau. Ba là phương pháp sử dụng số liệu điều tra rừng cùng với những hệ số chuyển đổi và điều chỉnh sinh khối (BCEF) để chuyển thể tích thân cây đứng hay trữ lượng thân cây đứng thành sinh khối của các