Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Xác định hàm lượng carbon trong các bộ phận cây Luồng (Dendrocalamus barbatus)

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

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định được hàm lượng carbon có trong sinh khối khô các bộ phận của cây Luồng nhằm góp phần hoàn thiện phương pháp xác định trữ lượng carbon tích lũy của rừng Luồng. 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: Xác định hàm lượng carbon trong các bộ phận cây Luồng (Dendrocalamus barbatus)

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả phân tích nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Điệp
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình học Thạc sỹ tại Trường Đại học Lâm nghiệp, học viên cần củng cố, nắm chắc kiến thức chuyên môn và làm quen với các công việc ngoài thực tế sản xuất. Được sự đồng ý của phòng Đào tạo sau Đại học, Trường Đại học Lâm nghiệp tôi tiến hành thực hiện đề tài: "Xác định hàm lượng carbon trong các bộ phận cây Luồng (Dendrocalamus barbatus)". Sau thời gian thực hiện với những cố gắng và nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp đến nay luận văn đã hoàn thành. Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cán bộ và công nhân viên Công ty lâm nghiệp Lương Sơn, Công ty lâm nghiệp Lang Chánh các thầy cô giáo trong Khoa Lâm học và đặc biệt là thầy giáo Lê Xuân Trường đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ để tôi hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này. Mặc dù có nhiều cố gắng song do năng lực bản thân còn hạn chế, thời gian có hạn và kinh nghiệm đi thực tế chưa nhiều nên luận văn tốt nghiệp này không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Kính mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn tốt nghiệp được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 9 năm 2015 Học viên thực hiện Nguyễn Thị Điệp
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................ vii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................. 3 1.1. Trên thế giới ............................................................................................... 3 1.1.1. Nghiên cứu về cây Luồ ng ........................................................................ 3 1.1.2. Nghiên cứu về sinh khố i và tích tụ carbon của rừng .............................. 5 1.1.3. Nghiên cứu về hàm lượng carbon trong sinh khối khô ........................... 7 1.2. Ở Việt Nam ................................................................................................ 7 1.2.1. Nghiên cứu về cây Luồ ng ........................................................................ 7 1.2.2. Nghiên cứu về sinh khối và tích tụ carbon của rừng .............................. 9 1.2.3. Nghiên cứu xác định hàm lượng carbon trong mẫu sinh khối ............. 12 1.3. Nhận xét chung ........................................................................................ 13 Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 14 2.1.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................ 14 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 14 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 14 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 14 2.3.1. Nghiên cứu tình hình sinh trưởng của Luồng tại khu vực nghiên cứu . 14 2.3.2. Nghiên cứu cấu trúc sinh khối cây Luồng............................................. 14 2.3.3. Xác định hàm lượng carbon trong các bộ phận cây Luồng ................. 14 2.3.4. Ước tính trữ lượng carbon trong rừng Luồng ...................................... 14
iv 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 14 2.4.1. Phương pháp ngoại nghiệp ................................................................... 15 2.4.2. Phương pháp nội nghiệp ....................................................................... 19 Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI .......................... 22 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tại Lương Sơn, Hòa Bình ................. 22 3.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 22 3.1.1.1. Vị trí địa lý ......................................................................................... 22 3.1.1.3. Địa chất thổ nhưỡng .......................................................................... 23 3.1.1.4. Khí hậu thủy văn ................................................................................ 23 3.1.1.5. Tình hình sản xuất Lâm nghiệp .......................................................... 25 3.1.2. Điều kiện dân sinh kinh tế xã hội .......................................................... 26 3.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tại Lang Chánh, Thanh Hóa ............. 27 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 31 4.1. Tình hình sinh trưởng của Luồng tại khu vực nghiên cứu....................... 31 4.2.1. Cấu trúc sinh khối tươi cây Luồng (trừ rễ) ........................................... 39 4.2.2. Cấu trúc sinh khối khô của cây Luồng (trừ rễ)..................................... 45 4.3. Xác định hàm lượng carbon trong các bộ phận cây Luồng ..................... 49 4.4. Ước tính trữ lượng carbon trong rừng Luồng .......................................... 53 4.4.1. Kết quả tính toán lượng sinh khối khô của rừng Luồng ...................... 53 4.4.2. Kết quả ước tính trữ lượng carbon tích lũy .......................................... 56 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ ............................................................ 60 1. Kết luận ....................................................................................................... 60 2. Tồn tại ......................................................................................................... 61 3. Kiến nghị ..................................................................................................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
v STT Ký hiệu Giải thích 1 C Carbon 2 CO2 Cacbonic 3 D1.3 Đường kính cây ở vị trí 1,3 m 4 D1.3 bụi Đường kính tại vị trí 1.3m của bụi 5 C1.3 bụi Chu vi tại vị trí 1.3m của bụi 6 Hvn Chiều cao vút ngọn 7 Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu IPCC 8 ODB Ô dạng bản 9 OTC Ô tiêu chuẩn 10 REDD Giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng Giảm phát thải thông qua nỗ lực hạn chế mất 11 REDD+ rừng, suy thoái rừng, quản lý tài nguyên rừng bền vững, bảo tồn và nâng cao trữ lượng carbon rừng 12 SKK Sinh khối khô 13 SKT Sinh khối tươi 14 TB Trung bình 15 Thân KS Thân khí sinh
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 4.1 Sinh trưởng D1.3 và Hvn của rừng Luồng 33 4.2 Chất lượng sinh trưởng rừng Luồng tại Lương Sơn, Hòa 35 Bình 4.3 Chất lượng sinh trưởng rừng Luồng tại Lang Chánh, 37 Thanh Hóa 4.4 Sinh khối tươi của cây Luồng (trừ rễ) tại Lương Sơn 41 4.5 Sinh khối tươi của cây Luồng (trừ rễ) tại Lang Chánh 42 4.6 Kết quả xác định sinh khối khô cây Luồng. 45 4.7 Kết quả xác định sinh khối khô trong thân ngầm của cây 47 Luồng tại Lang Chánh, Thanh Hóa 4.8 Hàm lượng carbon trong các bộ phận cây Luồng 48 4.9 Hàm lượng các bon trong Thân ngầm của cây Luồng 51 4.10 Kết quả tính toán sinh khối khô của rừng Luồng theo 52 từng bộ phận 4.11 Kết quả tính toán sinh khối khô của rừng Luồng. 54 4.12 Tổng Carbon tích lũy tính theo 50% SKK (tấn/ha) 55 4.13 Tổng Carbon tích lũy tính theo kết quả phân tích 56 4.14 Kết quả tính toán tổng lượng carbon tích lũy trong rừng 57 Luồng
vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 4.1 Rừng trồng Luồng thuần loài 31 4.2 Xác định tuổi và đo sinh trưởng cây Luồng 32 4.3 Biểu đồ thể hiện phẩm chất Luồng của 3 OTC tại Lương 36 Sơn, Hòa Bình 4.4 Biểu đồ thể hiện phẩm chất Luồng của 3 OTC tại Lang 38 Chánh, Thanh Hóa 4.5 Thu hái sinh khối tươi các bộ phận của cây Luồng 39 4.6 Cấu trúc sinh khối tươi các bộ phận cây Luồng (trừ rễ) tại 43 Lương Sơn, Hòa Bình 4.7 Cấu trúc sinh khối tươi các bộ phận cây Luồng (trừ rễ) tại 43 Lang Chánh, Thanh Hóa 4.8 Mẫu sinh khối tươi của các bộ phận cây Luồng 44 4.9 Cấu trúc sinh khối khô các bộ phận cây Luồng (trừ rễ) tại 46 Lương Sơn, Hòa Bình 4.10 Hàm lượng Carbon trong sinh khối khô các bộ phận cây 50 Luồng (%). 4.11 Sinh khối khô rừng Luồng tại khu vực nghiên cứu. 54
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm qua, các nghiên cứu về vai trò của rừng trong việc bảo vệ môi trường, cung cấp các giá trị sử dụng trực tiếp như cung cấp gỗ, củi, các lâm sản ngoài gỗ... đã và đang được thực hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Trong các giá trị của rừng thì khả năng cố định carbon của rừng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc hấp thu khí nhà kính và do đó góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu toàn cầu. Giá trị cố định carbon của rừng có thể được thương mại hóa theo các cơ chế khác nhau như chi trả dịch vụ môi trường rừng (PES) và giảm phát thải do phá rừng và suy thoái rừng ở các nước nhiệt đới (REED). Nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thụ khí các bon níc (CO2) của rừng trong thời gian gần đây đang trở nên quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Theo Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu: “Biến đổi khí hậu là “những ảnh hưởng có hại của khí hậu”, là những biến đổi trong môi trường vật lý hoặc sinh học gây ra những ảnh hưởng có hại đáng kể đến thành phần, khả năng phục hồi hoặc sinh sản của các hệ sinh thái tự nhiên và được quản lý hoặc đến hoạt động của các hệ thống kinh tế, xã hội hoặc đến sức khỏe và phúc lợi của con người”. Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra chất thải khí nhà kính, đặc biệt là khí CO2. Các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác. Biến đổi khí hậu gây ra nhiều hậu quả xấu, phá hủy các hệ sinh thái, mất đa dạng sinh học, bệnh tật, lũ lụt, nắng nóng gay gắt, mất an ninh lương thực, tổn thất kinh tế và an sinh xã hội... Trong khí quyển, lượng CO2 tăng phần lớn do lượng carbon tích lũy trong hệ sinh thái rừng giảm, đây là hệ quả của việc diện tích rừng bị thu hẹp và việc khai thác rừng một cách không hợp lý. Để ngăn chặn kịp thời các vấn
2 đề này, nhiều nghiên cứu liên quan tới khả năng hấp thụ carbon đã và đang được thực hiện. Trên thế giới cũng như trong nước đã có khá nhiều các công trình nghiên cứu về tích lũy sinh khối, hấp thụ carbon của cây rừng tự nhiên, rừng trồng và cũng có nhiều công trình nghiên cứu về cây Luồng nhưng chưa hề có nghiên cứu nào về khả năng hấp thụ carbon của cây Luồng đơn lẻ nói riêng và của rừng Luồng nói chung. Những năm gần đây, nhiều đề tài được thực hiện, tạo cơ sở cho việc chi trả dịch vụ rừng và dự án REDD+ đã ước tính được lượng tín chỉ carbon của các mô hình rừng trồng Luồng. Tuy nhiên khi tính toán lượng carbon tích lũy từ sinh khối khô lại phải sử dụng hệ số kinh nghiệm của rừng cây thân gỗ nói chung với hệ số 0,5. Thực tế cho thấy rằng các loài cây khác nhau thì hệ số quy đổi từ sinh khối khô sang lượng carbon tích lũy cũng khác nhau, thậm chí trong cùng một cây thì hệ số này cho các bộ phận khác nhau cũng không đồng nhất. Việc xác định hàm lượng carbon trong các bộ phận của cây sẽ giúp cho việc tính toán tín chỉ carbon đạt độ tin cậy cao hơn, sát với thực tế và có độ chính xác hơn. Nhằm xác định được hàm lượng carbon tích lũy trong các bộ phận khác nhau của cây Luồng như trong thân khí sinh, trong thân ngầm, trong cành, lá và rễ làm cơ sở cho việc tính toán lượng tín chỉ carbon cho toàn rừng Luồng chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:"Xác định hàm lượng carbon trong các bộ phận cây Luồng (Dendrocalamus barbatus)".
3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cây Luồ ng Luồng (Dendrocalamuss membranaceus Munro) (hay theo cách định danh mới là Dendrocalamus barbatus) thuộc họ hòa thảo (Poaceae), họ phụ tre nứa (Bambusoideae), mọc cụm phân bố chủ yếu ở rừng nhiệt đới châu Á và châu Phi. Đây là loài cây có thân ngầm dạng củ, thân khí sinh mọc cụm, chiều cao thân 15m-18m, đường kính 10cm-15cm, ngọn cong hay hơi rủ, một số đốt gốc có vòng rễ khí sinh; lóng màu lục xẫm, chiều dài 26cm-32cm, phần phẳng dẹt một phía không lông, phần trên có ít phấn trắng, bề dày vách thân 2cm-2,5cm; vòng thân không nổi lên, chiều dài đốt 15cm, ở đốt và phía dưới vòng mo đều có một vòng lông nhung màu trắng. Luồng có phân bố tự nhiên ở Myanma, Trung Quốc và Đài Loan, thường mọc ở những khu rừng ẩm, đất thấp, độ cao so với mặt nước biển dưới 1000m. Luồng cũng chịu được điều kiện đất xấu và khô hạn. Đất thích hợp là đất mùn trên núi đá hoặc đất giàu nhôm và ô xít sắt hình thành ở khu vực nhiệt đới nóng ẩm. Luồng là loài cây lâm sản ngoài gỗ chiếm một vị trí quan trọng trong tài nguyên rừng ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt các nước vùng phía Nam và Đông Nam Á. Ở các nước này người dân đã biết sử dụng Luồng từ lâu đời để tạo ra hàng trăm sản phẩm cho đời sống hàng ngày. Ở Myanma và Thái Lan, Luồng được dùng để xây dựng nhà cửa và là một trong những loài triển vọng cho bột giấy. Kennard và Freyre (1957) sau khi nghiên cứu 27 loài tre trúc trong 10 chi có măng ăn được đã coi Luồng là loài tốt nhất cho chế biến măng vì măng non nhẵn và dễ cầm. Ở Trung Quốc, nó được dùng để làm đũa, dăm
4 hoặc giấy. Nhận thấy những giá trị mà cây Luồng đem lại, nhiều nhà khoa học đã thực hiện các nghiên cứu liên quan như: Chọn giống, gây trồng, khai thác, sử dụng,... nhiều nghiên cứu nhằm phát triển gây trồng theo mô hình rừng công nghiệp thâm canh với năng suất, chất lượng cao, hướng theo muc đích sử dụng nhất định. Từ đầu thế kỷ XX đã xuất hiện nhiều nghiên cứu về tre trúc nói chung và cây Luồng nói riêng. Công trình nghiên cứu của I.J.Haig, M.A.Huberman, U.Aung.Dig với tên “Rừng tre nứa” được FAO (Food and Agriculture Organization) xuất bản năm 1959, công trình đã cung cấp một lượng lớn thông tin về tre nứa tuy nhiên công trình này chỉ công bố về các thuộc tính tự nhiên của chúng. Năm 1960 giáo sư Koichiro Ueda xuất bản cuốn “Sinh lý tre trúc”. Theo giáo sư người Nhật Bản này thì trên thế giới có khoảng 1250 loài thuộc 47 giống họ Bambusaceae, trong đó Châu Á có 37 chi, Châu Mỹ có 10 chi, Châu phi có 10 chi. Tác giả củng cho biết Đông Nam Á là vùng trung tâm phân bố của tre trúc. Một trong những trung tâm nghiên cứu về tre trúc điển hình trên thế giới là trường đại học Kyoto Nhật Bản, các mẫu đưa vào nghiên cứu ở đây được thu thập từ khắp nơi trên lãnh thổ Nhật Bản. Nội dung nghiên cứu chủ yếu là đặc điểm sinh thái, sinh lý và cách thức nhân giống của các loài tre trúc. Ngoài ra trung tâm còn có những công trình nghiên cứu vượt qua lãnh thổ quốc gia, điển hình là tiến sĩ Koichiro, ông đã nghiên cứu các đặc điểm sinh lý, sinh thái các loài tre trúc ở Ấn Độ và các vùng lân cận, công trình nghiên cứu của tiến sĩ Kyamashta, Yinamori về mặt di truyền tế bào học của tre trúc. Những nghiên cứu đầu tiên về tre trúc là nghiên cứu về mặt phân loại, hình thái và sinh thái học. Munro (1868) có công trình “Nghiên cứu về Bambusaceae” được coi là công trình nghiên cứu về tre trúc đầu tiên, trong đó đã khái quát được một cách tổng quát về họ phụ tre trúc. Năm 1994, tổ chức
5 PROSEA (Plant Resourcer of South - East Asia) đưa ra công trình nghiên cứu “Tre nứa khu vực Đông Nam Á” tại Indonesia. Trong công trình nghiên cứu tác giả đã đặt ra đặc điểm sinh thái học, phân bố, gây trồng, khai thác và sử dụng các loài tre nứa trong khu vực và một số loài của Việt Nam. Tuy nhiên, công trình vẫn chưa nghiên cứu hết các loài có trong khu vực cũng như ở Việt Nam. Công trình “Các loài tre trúc” của Gamble (1896) đã đề cập tương đối chi tiết về phân bố, hình thái và một số đặc điểm sinh thái của 151 loài tre trúc có ở các nước Ấn Độ, Pakistan, Mianma, Malayxia và Indonexia. Công trình “Bamboo rediscovered” của Victor Cusack (1997) đề cập đến biện pháp bón phân làm cho nhiều loài tre trúc phát triển tốt, măng to, nhưng phải bón một cách hợp lý tùy thuộc vào loài nhất định. Tại Ấn Độ, nghiên cứu của Dr.Dn.Tewari (1997) về phân bố và cách nhận biết các loài tre trúc, tác giả đã chỉ ra được giá trị sử dụng hiện tại, chiến lược và dự kiến các chương trình nghiên cứu, đưa ra đánh giá tài nguyên tre trúc cho từng nước về số lượng loài và tiềm năng phát triển. Một số tác giả nghiên cứu về tác động của chính sách và bài học kinh nghiệm trong phát triển kinh tế xã hội từ Luồng. 1.1.2. Nghiên cứu về sinh khố i và tích tụ carbon của rừng Các nghiên cứu về tăng trưởng sinh khố i bình quân hàng năm và khả năng hấp thụ carbon của rừng cho ta thấy được những ảnh hưởng của cây rừng đế n phát thải khí nhà kính. - Canell, M.G.R (1982) 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. - Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng carbon tích luỹ của rừng được thực hiện bởi Mc Kenzie (2001). Theo Mc
6 Kenzie 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. Tuỳ thuộc vào yêu cầu chi tiết của việc kiểm kê hay dự án thương mại carbon mà việc lựa chọn các bể chứa carbon được đề xuất. Các bể chứa carbon chủ yếu trong rừng gồm: trong sinh khối cây rừng (trên mặt đất và dưới mặt đất); trong sinh khối cây bụi thảm tươi (trên mặt đất và dưới mặt đất); trong sinh khối thảm mục và cây chết và trong đất. Các nhà sinh thái rừng đã dành sự quan tâm đặc biệt đến nghiên cứu sự khác nhau về sinh khối rừng ở các vùng sinh thái. Tuy nhiên, việc xác định đầy đủ sinh khối rừng không dễ dàng, đặc biệt là sinh khối của hệ rễ, trong đất rừng, nên việc làm sáng tỏ vấn đề trên đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn nữa mới đưa ra được những dẫn liệu mang tính thực tiễn và có sức thuyết phục cao. Nghiên cứu lượng carbon lưu trữ trong rừng trồng nguyên liệu giấy, Romain Pirard (2005) đã tính lượng carbon lưu trữ dựa trên tổng sinh khối tươi trên mặt đất, thông qua lượng sinh khối khô (không còn độ ẩm) bằng cách lấy tổng sinh khối tươi nhân với hệ số 0,49 sau đó nhân sinh khối khô với hệ số 0,5 để xác định lượng carbon lưu trữ trong cây. Dựa trên nghiên cứu về sinh khối rừng, các tính toán về trữ lượng carbon trong sinh khối được tiến hành. Việc nghiên cứu trữ lượng carbon trong sinh khối thường được tiến hành bằng cách rút mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm. Có thể nói nghiên cứu về sinh khối và trữ lượng carbon của rừng rất phong phú và đa dạng. Để hỗ trợ các nước thực hiện kiểm kê khí nhà kinh IPCC đã tiến hành tổng hợp và đưa ra các số liệu về sinh khối và trữ lượng carbon cho một số loại rừng.
7 1.1.3. Nghiên cứu về hàm lượng carbon trong sinh khối khô Phân tích hàm lượng carbon được thực hiện theo phương pháp ô xy hóa ướt (Wakley Black 1934) hoặc phương pháp đốt cháy. Phương pháp xác định Carbon bằng máy Multi N/C 3000: Máy Multi N/C 3000 có buồng đốt với nhiệt độ tối đa lên đến 1500 0C. Nguyên lý hoạt động của nó là thông qua chất xúc tác (CeO2)và ôxy phân giải mẫu (thân, cành, lá, rễ..) ở thể khí thành CO2 sau đó thông qua buồng phân tích Carbon (NDIR) rồi hiển thị trị số nồng độ Carbon qua phần mềm Mutilwin cài đặt trên máy tính. Mẫu sau khi sấy khô rồi nghiền thành bột, dùng cân điện tử có độ chính xác cao cân 50mg mẫu để vào khay xứ nhỏ (1cm x 5cm x 1cm), rải một lớp bột thạch anh lên bề mặt mẫu rồi cho vào lò đốt, khí đốt chạy vào buồng phân giải CO2 sau đó qua buồng phân tích Carbon (và hiển thị kết quả (ug/ml hoặc mg/l) thông qua phần mềm Mutilwin 3.04 được cài đặt trên máy tính. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Nghiên cứu về cây Luồ ng Luồng được gây trồng rộng rãi và là loài cây có giá trị kinh tế cao. Thân Luồng dùng trong xây dựng nhà cửa, làm bàn ghế, giường, máng nước, đồ gia dụng hoặc làm nguyên liệu giấy. Măng Luồng rất ngon, dùng ăn tươi hoặc phơi khô, đây là nguồn thực phẩm cung cấp cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Trước đây, Luồng chỉ được trồng ở Sơn La, Thanh Hóa, Nghệ An, Hòa Bình nhưng hiện nay hầu hết các tỉnh phía Bắc đều trồng. Luồng thích nghi với điều kiện khí hậu nóng ẩm mưa nhiều, đất sâu, tốt, đủ ẩm, thoát nước. Khu vực Ngọc Lặc, Lang Chánh tỉnh Thanh Hóa có lẽ là vùng Luồng sinh trưởng tốt nhất (Ngô Quang Đê, Lê Xuân Trường, 2003). Ở Việt Nam những nghiên cứu về Luồng được bắt đầu từ những năm đầu của thập kỷ 60. Nghiên cứu của Phạm Văn Tích (năm 1963) về “Kinh
8 nghiệm trồng Luồng” đã tổng kết được những kinh nghiệm trong nhân dân về trồng Luồng, những hiểu biết về Luồng mà nhân dân các vùng có Luồng đã tích lũy được, có thể coi đây là tài liệu bắt đầu, là cơ sở về nghiên cứu Luồng. Năm 1964 Nguyễn Ngọc Bình mở đường cho nghiên cứu về đất trồng Luồng qua công trình “Bước đầu nghiên cứu đặc điểm đất trồng Luồng”. Tiếp theo là nghiên cứu của Nguyễn Thị Phương Anh (năm 1967) “Bước đầu nghiên cứu về đặc điểm đất trồng Luồng ở Cầu Hai - Phú Thọ”. Năm 1972 Phạm Bá Minh “Nghiên cứu nhân giống cây Luồng bằng phương pháp ươm cành trong bầu dinh dưỡng”. Công trình nghiên cứu tổng hợp có nhiều nội dung khoa học đã được thực hiện 5 năm liên tục từ năm 1976 - 1980 là đề tài nghiên cứu “Kỹ thuật trồng và kinh doanh rừng Luồng tập trung có năng suất cao, chất lượng tốt và bền vững” do Trần Nguyên Giảng, chủ nhiệm bộ môn Lâm học, Viện khoa học Lâm nghiệp chủ trì, đã được tổng kết và công bố vào năm 1981. Từ năm 1986-1990, Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm Lâm sinh Cầu Hai (Viện KHLN Việt Nam) thực hiện đề tài “Nghiên cứu di thực cây Luồng Thanh Hóa ra vùng trung tâm” do kỹ sư Lê Quang Liên phụ trách, trong kết quả của đề tài, đáng quan tâm là kỹ thuật tạo giống Luồng bằng hom cành. Nghiên cứu của Nguyễn Trường Thành (2002) Lê Xuân Trường (2002, 2009) cũng chỉ ra rằng Luồng sinh trưởng tốt, có chất lượng sản phẩm cao hơn nếu trồng hỗn giao với cây thân gỗ với độ tàn che thích hợp. Luồng được thâm canh sẽ cho năng suất và chất lượng cao hơn hẳn so với các phương thức canh tác khác. Việc bón phân trong thời gian ngắn chưa cho thấy sự khác biệt rõ rệt về sinh trưởng của Luồng (Lê Xuân Trường, 2009). Nghiên cứu của Phạm Thị Quyên (2003) "Ảnh hưởng của một số công thức bón phân đến sinh trưởng rừng Luồng tại trạm Lâm nghiệp – Ngọc Lặc – Thanh Hóa làm cơ sở đề xuất biện pháp thâm canh rừng Luồng", nghiên cứu
9 đã cho thấy địa hình và công thức bón phân ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của rừng Luồng. Nguyễn Đức Hạnh (2005) trong đề tài tốt nghiệp, đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện hoàn cảnh đến sinh trưởng và phát triển của rừng Luồng thuần loài tại lâm trường Đoan Hùng, Phú Thọ. Kết quả đã cho thấy ở vị trí chân đồi cây Luồng sinh trưởng tốt hơn sườn đồi và đỉnh đồi. Một số tác giả đã nghiên cứu lập biểu cấp đất cho rừng trồng Luồng như ở khu vực Lương Sơn, Hòa Bình (Đỗ Như Chiến, 2000), hay ở Lang Chánh, Thanh Hóa (Cao Danh Thịnh, 2009). Kết quả cho thấy rằng có thể dùng một số phân bố lý thuyết để mô tả tương quan của một số đại lượng sinh trưởng của lâm phần Luồng, từ đó có thể xây dựng được biểu tra thể tích cho Luồng cho các cấp đất khác nhau. 1.2.2. Nghiên cứu về sinh khối và tích tụ carbon của 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 kết quả nghiên cứu bước đầu đã đem lại những thành tựu quan trọng và có ý nghĩa trong việc áp dụng các phương pháp xác định sinh khối của các dạng rừng hiện nay. - Nguyễn Hoàng Trí (1986): 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 tiễn đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển nước ta. Hà Văn Tuế (1994) 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.
10 - 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) 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 thể rừng Thông. - Đỗ Như Chiến (2000) với công trình “Bước đầu nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và sinh khối rừng Luồng (Dendrocalamus membranaceus Munro) tại Lương Sơn, Hòa Bình” đã xây dựng một số biểu chuyên dụng phục vụ công tác điều tra và kinh doanh rừng Luồng. Tác giả cũng kết luận rằng tổng lượng sinh khối của thân cây có mối quan hệ chặt chẽ với các nhân tố điều tra (D, H). - Vũ Tấn Phương (2006) khi nghiên cứu về sinh khối cây bụi thảm tươi tại Đà Bắc - Hòa Bình; Hà Trung, Thạch Thành, Ngọc Lặc - Thanh Hóa cho kết quả về lượng 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 2m-3m 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 8 tấn/ha. - Đối với rừng tự nhiên: Nghiên cứu của Bảo Huy (2009) sử dụng phương pháp chặt hạ để đo đếm sinh khối và thiết lập mô hình toán cho ước tính sinh khối và trữ lượng carbon của rừng lá rộng thường xanh theo các trạng thái: non, nghèo, trung bình và giàu ở Tây Nguyên. Tuy nhiên nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc xác lập các mô hình tính toán sinh khối và trữ
11 lượng carbon phần trên mặt đất. Các bể chứa carbon khác như trong đất, thảm mục và cây chết, tầng thảm tươi cây bụi không được đề cập trong nghiên cứu. “Nghiên cứu khả năng hấp thụ các bon của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh, bán thường xanh và rụng lá ở Tây Nguyên”(2012) của GS. Võ Đại Hải đã thu được những kết quả về sinh khối và khả năng tích lũy carbon của rừng ở Tây Nguyên. Từ đó đã đề xuất được phương pháp xây dựng hướng dẫn cách xác đinh ̣ và xây dựng phần mềm xác định lươ ̣ng carbon tích lũy của rừng tự nhiên lá rô ̣ng thường xanh, bán thường xanh và ru ̣ng lá ở Tây Nguyên. Đối với rừng ngập mặn: Một số nghiên cứu về sinh khối và trữ lượng carbon cũng đã bước đầu được thực hiện cho một số loài cây như Mắm trắng, Dà quánh, Đước đôi, Dà vôi, Cóc trắng. - Với thảm tươi và cây bụi: Nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu sinh thái và môi trường rừng và cơ quan tư vấn lâm nghiệp quốc tế Nhật Bản (JOFCA) đã tiến hành xác định sinh khối thảm tươi cây bụi cho nhằm xây dựng đường carbon cơ sở cho các dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch. Nghiên cứu thực hiện tại Thanh Hóa và Hòa Bình và xác định sinh khối cho 5 loại thảm tươi cây bụi: cây bụi cao trên 2 m, cây bụi cao dưới 2 m, cỏ chỉ, cỏ lá tre, cỏ tranh, lau lách và tế guột. Ngoài ra, nghiên cứu xác định đường carbon cơ sở phục vụ cho dự án trồng rừng và tái trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch tại Cao Phong – Hòa Bình, Phạm Xuân Hoàn và cộng sự (2008) đã tiến hành điều tra xác định sinh khối tươi trên mặt đất (thân, cành, lá, thảm tươi, thảm mục) cho 30 ô dạng bản (diện tích 4m2) trên mỗi trạng thái. Kết quả nghiên cứu cho thấy trữ lượng carbon tích luỹ trong 1ha tương ứng của trạng thái cây bụi và lau lách là 4,845 và 9,245 tấn/ha. Trong đó, 54,90% (ở trạng thái cây bụi) và 57,43% (ở trạng thái lau lách) được tích luỹ trong các bể chứa sinh khối trên bề mặt đất. Nghiên cứu cũng dự đoán lượng carbon có thể tích luỹ được của hai loài Keo lá tràm và Keo tai tượng nếu được lựa chọn
12 để trồng trên đất cây bụi và đất lau lách. Sau chu kỳ kinh doanh 15 năm, rừng trồng của 2 loài cây này dự tính sẽ tích luỹ được 75 và 88,2 tấn C/ha. Như vậy chúng ta thấy rằng những nghiên cứu về rừng Luồng và lượng tích lũy carbon của rừng mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu với những đóng góp to lớn trong lĩnh vực này nhưng các nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc ước lượng hàm lượng carbon cho các thành phần của thảm thực vật mà chưa hề có công trình nào nghiên cứu về hàm lượng carbon trong các bộ phận của cây, nhất là đối với cây Luồng. Nghiên cứu hàm lượng carbon trong các bộ phận cây sẽ giúp việc tính toán lượng tín chỉ carbon được chi tiết, tỷ mỷ, chính xác hơn. Từ đó nâng cao ý nghĩa khoa học cũng như tính chính xác của các phương pháp tính toán tín chỉ carbon của rừng. 1.2.3. Nghiên cứu xác định hàm lượng carbon trong mẫu sinh khối Ở Việt Nam hiện nay việc xác định hàm lượng carbon trong mẫu sinh khối chủ yếu dựa trên phương pháp đốt khô và thực hiện thủ công. Hàm lượng carbon trong sinh khối được xác định thông qua việc áp dụng hệ số mặc định 0,5 thừa nhận bởi Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC, 2003). Nghĩa là hàm lượng carbon được tính bằng cách nhân sinh khối khô với 0,5. Một vài năm trở lại đây, cùng với sự phát triển của khoa học, công nghệ. Tại một số phòng thí nghiệm của các đơn vị nghiên cứu lớn như: Phòng thí nghiệm của Đại học Thái Nguyên, phòng thí nghiệm của viện Nghiên cứu sinh thái và môi trường đã được bố trí các máy phân tích tỷ lệ carbon hữu cơ. Nhờ đó một số nhà khoa học đã xác định được lượng carbon hữu cơ trong thực vật được nhanh và chính xác hơn. Tuy nhiên, kết quả mới chỉ dừng lại ở việc xác định hàm lượng carbon trên cây gỗ như: Re bầu, Vàng anh.
13 1.3. Nhận xét chung Qua quá trình tìm hiể u các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan tới đề tài nghiên cứu cho thấy đã có nhiều công trình nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy carbon của cây rừng tự nhiên, rừng trồng, và cũng đã có những nghiên cứu về khả năng tích lũy carbon của rừng Luồng. Tuy nhiên khi nghiên cứu về khả năng tích lũy carbon vẫn dùng hệ số chung của cây thân gỗ mà chưa có nghiên cứu nào về hệ số carbon/sinh khối khô của cây Luồng. Vì vậy việc thực hiện, đề tài này sẽ đóng góp những kết quả đáng kể, góp phần làm phong phú thêm những hiểu biết về sinh khối của loài cây Luồng, qua đó có thể xác định được khả năng hấp thụ carbonic trong từng bộ phận của cây Luồng chính xác hơn, giúp cho việc tính toán tín chỉ carbon đạt độ tin cậy cao, sát với thực tế và có độ chính xác hơn.