Luận văn thạc sĩ khoa học lâm nghiệp: Xác định lượng CO2 hấp thụ của rừng khộp (Dipterocarp Forest) tỉnh Đăk Lăk

Chia sẻ: Bùi Hiến Đức | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:176

Thêm vào BST

Báo xấu

115
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Xác định lượng CO2 hấp thụ của rừng khộp (Dipterocarp Forest) tỉnh Đăk Lăk" trình bày nội dung gồm các chương sau: chương 1 tổng quan vấn đề nghiên cứu, chương 2 phạm vi đối tượng và đặc điểm khu vực nghiên cứu, chương 3 mục tiêu nội dung và phương pháp nghiên cứu, chương 4 kết quả nghiên cứu và thảo luận.

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 lượng CO2 hấp thụ của rừng khộp (Dipterocarp Forest) tỉnh Đăk Lăk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN BÙI HIẾN ĐỨC XÁC ĐỊNH LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA RỪNG KHỘP (DIPTEROCARP FOREST) TỈNH ĐĂK LĂK LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.02.01 Đăk Lăk, năm 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN BÙI HIẾN ĐỨC XÁC ĐỊNH LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA RỪNG KHỘP (DIPTEROCARP FOREST) TỈNH ĐĂK LĂK LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.02.01 Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. Bảo Huy Đăk Lăk, năm 2014
MỤC LỤC Lời cam đoan ............................................................................................................. iii Lời cảm ơn .............................................................................................................. iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..................................................................................... v DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ ............................................................................... vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... ix ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................................... 5 1.1 Biến đổi khí hậu và chương trình REDD, REDD+ ................................................ 5 1.2 Cơ sở ước tính sinh khối và carbon rừng ............................................................... 6 1.3 Ước tính sinh khối và carbon ở các bể chứa carbon. ............................................. 8 1.3.1 Bể chứa carbon của sinh khối trên mặt đất (AGB) ....................................... 9 1.3.2 Bể chứa carbon của sinh khối dưới mặt đất (BGB). ................................... 24 1.3.3 Bể chứa carbon của thảm mục (Litter), thảm tươi (Herb)........................... 25 1.3.4 Bể chứa carbon của gỗ chết (Dead wood) ................................................... 26 1.3.5 Bể chứa carbon của đất rừng (SOC)............................................................ 26 1.3.6 Nghiên cứu về sinh khối và hấp thụ khí CO2 của rừng khộp. ..................... 28 1.4 Thảo luận. ............................................................................................................ 29 CHƯƠNG 2. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......................................................................................................... 32 2.1 Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 32 2.2 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 32 2.2.1. Kiểu rừng, trạng thái rừng nghiên cứu......................................................... 32 2.2.2. Các bể chứa sinh khối, carbon lâm phần ..................................................... 33 2.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu ............................................................................. 33 CHƯƠNG 3. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................. 34 3.1 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 34 3.2 Nội dung nghiên cứu............................................................................................ 34 3.3 Phương pháp nghiên cứu. .................................................................................... 35 3.3.1. Phương pháp luận ........................................................................................ 35 3.3.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể ................................................................... 37 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................... 51 4.1 Ước tính sinh khối và carbon cho cây cá thể rừng khộp ..................................... 51 4.1.1 Biến số khối lượng thể tích gỗ (WD) và vỏ cây rừng (BaD) khi tham gia xây dựng mô hình sinh trắc .............................................................................. 51 i
4.1.2 Mô hình ước tính sinh khối và carbon bộ phận cây cá thể phần trên mặt đất ..................................................................................................................... 55 4.1.3 Mô hình ước tính sinh khối và carbon cây cá thể chung cho các loài ........ 65 4.1.4 Mô hình ước tính sinh khối và carbon theo loài, nhóm loài chủ yếu. ......... 73 4.1.5 Mô hình ước tính sinh khối và carbon theo nhóm khối lượng thể tích gỗ. ..................................................................................................................... 77 4.1.6 So sánh các mô hình ước tính AGB =f(DBH, H) chung các loài, theo loài chủ yếu và theo nhóm WD.............................................................................. 80 4.1.7 Mô hình chuyển đổi ước tính sinh khối, carbon phần trên và dưới mặt đất cây cá thể. ......................................................................................................... 82 4.2 Ước tính sinh khối và carbon cho các bể chứa ngoài gỗ. .................................... 84 4.2.1 Ước tính carbon hữu cơ trong đất (SOC) .................................................... 84 4.2.2 Ước tính sinh khối và carbon trong các bể chứa thảm tươi, thảm mục, gỗ chết. ................................................................................................................... 85 4.3 Mô hình ước tính sinh khối và carbon cho lâm phần từ các biến số điều tra rừng ............................................................................................................................ 87 4.4 Cấu trúc sinh khối và carbon lâm phần. .............................................................. 92 4.4.1 Phân cấp chiều cao lâm phần ...................................................................... 93 4.4.2 Phân cấp sinh khối lâm phần rừng khộp. .................................................... 96 4.4.3 Cấu trúc sinh khối và carbon trong cây rừng phần trên và dưới mặt đất. ... 98 4.5 Dự báo tăng trưởng sinh khối, carbon rừng khộp .............................................. 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 112 ii
Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Học viên Bùi Hiến Đức iii
Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn kết thúc chương trình đào tạo Thạc sĩ chuyên nghành Lâm học khóa VI (2011 – 2013) tại trường Đại học Tây Nguyên, tôi xin chân thành cảm ơn: Thầy PGS.TS Bảo Huy, người đã giảng dạy, quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi học hỏi nhiều kiến thức và hướng dẫn tận tình tôi hoàn thành luận văn này. Nhóm nghiên cứu của bộ môn Quản Lý Tài Nguyên Rừng & Môi trường (FREM): Cô Lý, thầy Hùng, thầy Định, Cô Hương, thầy Quốc, anh Hiển, anh Tài Anh, anh Khánh đã hỗ trợ tôi trong quá trình thu thập số liệu trên hiện trường và đã đóng góp ý kiến, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Quý thầy cô giáo, phòng Đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu nhà trường đã giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt những năm học vừa qua. Xin gửi lời cảm ơn tới Anh Khoa, anh Bằng, bạn Hậu, các em Đức Anh, Tiền, Hương đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thu thập số liệu hiện trường; các thành viên lớp cao học Lâm học K06 đã gắn bó và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Công ty Lâm nghiệp Ea Hleo, Trung đoàn 737, Công ty Bảo Ngọc và gia đình anh Nhuần đã giúp đỡ và tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập số liệu hiện trường. Tổ chức Forest Trend đã hỗ trợ một phần kinh phí trong quỹ học bổng để tôi có điều kiện thuận lợi hơn trong quá trình thu thập số liệu hiện trường. Đặc biệt tôi xin gửi lời chân thành cảm ơn đến bạn gái tôi, Trinh. Người đã ở bên tôi những lúc khó khăn nhất và cùng tôi hoàn thành bài luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến mẹ và các em của tôi đã luôn ủng hộ tinh thần, động viên tôi về mọi mặt. Tôi xin chân thành cảm ơn! Buôn Ma Thuột, tháng 01 năm 2014 Học viên Bùi Hiến Đức iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AGB Above Ground Biomass - Sinh khối trên mặt đất của thực vật, chủ yếu trong cây gỗ, bao gồm thân, lá và vỏ (kg/cây) BA Basal area: Tổng tiết diện ngang cây gỗ/ha (m2/ha) BaD Khối lượng thể tích vỏ (g/cm3) BCEF Biomass conversion and expansion factor: Hệ số chuyển đổi từ trữ lượng sang sinh khối. BEF Biomass expansion factor: Hệ số chuyển đổi thể tích tươi sang sinh khối khô. BGB Below Ground Biomass - Sinh khối rễ cây dưới mặt đất (kg/cây) C (AGB) Carbon in ABG: Carbon tích lũy trong sinh khối trên mặt đất của thực vật (kg/cây) C (BGB) Carbon in ABG: Carbon tích lũy trong sinh khối dưới mặt đất của thực vật, chủ yếu rễ cây gỗ (kg/cây) COP Conference Of Parties: Hội nghị các bên liên quan DBH Diameter at Breast Height - Đường kính ngang ngực (cm) GHG Green house gas: Khí nhà kính. H Height - Chiều cao cây (m) IPCC Intergovermental Panel of Climate Change: Cơ quan liên chính phủ về biến đổi khí hậu M Trữ lượng cây gỗ (m3/ha) N Mật độ cây gỗ (m3/ha) REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation - Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ suy thoái và mất rừng REDD+ Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ suy thoái và mất rừng kết hợp với bảo tồn, quản lý rừng bền vững và tăng cường trữ lượng carbon ở các quốc gia đang phát triển. SOC Soil Organic Carbon: Carbon hữu cơ trong đất (tấn/ha) v
TAGTB Total above ground tree biomass: Tổng sinh khối cây gỗ phần trên mặt đất trên một đơn vị diện tích (tấn/ ha) TAGTC Total above ground tree carbon: Tổng carbon tích lũy của cây gỗ phần trên mặt đất trên một đơn vị diện tích (tấn/ ha) TBGTB Total below ground tree biomass: Tổng sinh khối cây gỗ phần dưới đất trên một đơn vị diện tích (tấn/ ha) TBGTC Total below ground tree carbon: Tổng carbon tích lũy của cây gỗ phần dưới mặt đất trên một đơn vị diện tích (tấn/ ha) TTB Total tree biomass: Tổng sinh khối cây gỗ trên và dưới mặt đất (tấn/ha) TTC Total tree carbon: Tổng carbon cây gỗ trên và dưới mặt đât (tấn/ ha) UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change: Hiệp định khung của liên hợp quốc về biến đổi khí hậu UN-REDD+ United Nations Reduction of Emissions from Deforestation and forest Degradation - Chương trình giảm phát thải từ phá rừng và suy thoái rừng của LHQ V Volume - Thể tích cây gỗ (m3/cây) WD Wood Density - Khối lượng thể tích gỗ (g/cm3) vi
DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Năm bể chứa carbon trong lâm phần ........................................................... 9 Hình 1.2: Bể chứa carbon cây cá thể.......................................................................... 10 Hình 1.3: Ô mẫu tròn phân tầng theo cấp kính áp dụng ở Hoa Kỳ ........................... 11 Hình 1.4: Biểu đồ biến động phần dư và biểu đồ xác suất chuẩn Normal P-P .......... 19 Hình 1.5: Các tiêu chuẩn thống kê để lựa chọn biến số và hàm tối ưu ...................... 20 Hình 1.6: Các ô mẫu về SOC ở các mô hình canh tác nương rẫy trên thế giới ......... 28 Hình 2.1: Vị trí địa lí khu vực nghiên cứu ................................................................. 32 Hình 3.1: Sơ đồ tiếp cận nghiên cứu .......................................................................... 37 Hình 3.2: Ô mẫu điều tra carbon rừng khộp .............................................................. 38 Hình 3.3: Bản đồ phân bố ô mẫu điều ra sinh khối, carbon rừng khộp ..................... 39 Hình 3.4: Xác định khối lượng và lấy mẫu thảm tươi, thảm mục, gỗ chết ................ 41 Hình 3.5: Xác định khối lượng, thể tích và lấy mẫu phân tích đất ............................ 41 Hình 3.6: Chia cây thành 5 đoạn để xác định Doi và lấy mẫu phân tích .................... 42 Hình 3.7: Các bước thu thập số liệu cây giải tích ...................................................... 43 Hình 3.8: Cân và lấy mẫu các bộ phận cây giải tích .................................................. 44 Hình 3.9: Xác định thể tích gỗ, vỏ tươi bằng ống đonước (ml) ................................. 45 Hình 4.1: Ma trận đám mây điểm mối quan hệ giữa WD, BaD với DBH, H chung cho các loài của kiểu rừng khộp tỉnh Đăk Lăk. ............................................... 52 Hình 4.2: Biểu đồ phân tích phương sai nhóm WD, BaD ......................................... 55 Hình 4.3: Biến động giữa giá trị sinh khối dự báo Bst và giá trị thực tế đối với mô hình một biến DBH. ............................................................................................. 57 Hình 4.4. Biến động giữa giá trị carbon Cst dự báo và giá trị thực tế đối với mô hình một biến DBH. ................................................................................................... 57 Hình 4.5: Biến động giữa giá trị sinh khối dự báo Bba và giá trị thực tế đối với mô hình một biến DBH .............................................................................................. 59 Hình 4.6: Biến động giữa giá trị carbon dự báo Cba và giá trị thực tế đối với mô hình một biến DBH .................................................................................................... 60 Hình 4.7: Biến động giữa giá trị sinh khối, carbon dự báo và giá trị thực tế đối với mô hình cho phần cành cây.................................................................................. 62 Hình 4.8: Biến động giữa giá trị sinh khối, carbon dự báo và giá trị thực tế đối với mô hình cho phần lá cây ...................................................................................... 63 Hình 4.9: Tỷ lệ sinh khối và carbon 4 bộ phận cây gỗ trên mặt đất .......................... 65 Hình 4.10: Mô hình AGB= f(DBH) ........................................................................... 67 Hình 4.11: Mô hình ước tính C(AGB) đơn biến DBH .............................................. 70 Hình 4.12: Tỷ lệ carbon tích lũy ở 5 bộ phận cây gỗ rừng khộp ............................... 73 Hình 4.13: Mô hình AGB –f(DBH, H) chung, theo loài và nhóm WD ..................... 82 Hình 4.14: Quan hệ H/DBH trong lâm phần rừng khộp ............................................ 94 vii
Hình 4.15: Mô hình đường cong cấp chiều cao rừng khộp Đăk Lăk......................... 95 Hình 4.16: Kiểm nghiệm sự phù hợp họ đường cong cấp chiều cao của kiểu rừng khộp tỉnh Đăk Lăk. ..................................................................................................... 96 Hình 4.17: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp kính ở cấp sinh khối I và cấp chiều cao 3 .................................................................................. 100 Hình 4.18: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp kính lâm phần cấp năng suất và sinh khối trung bình (II, 2) ........................................................... 101 Hình 4.19: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp kính lâm phần cấp năng suất và sinh khối tốt nhất (1, III) ............................................................... 103 Hình 4.20: Tỷ lệ carbon 6 bể chứa trong lâm phần rừng khộp ................................ 104 Hình 4.21: Mô hình quan hệ A=f (DBH) ................................................................. 106 viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các dạng hàm phổ biến xây dựng tương quan ước tính sinh khối ............ 15 Bảng 1.2: Các mô hình ước tính sinh khối đã xây dựng cho các kiểu rừng trên thế giới ........................................................................................................................ 21 Bảng 1.3: Các hàm ước tính sinh khối cho kiểu rừng thường xanh ở vùng tây nguyên, Việt Nam ...................................................................................................... 22 Bảng 1.4. Các mô hình ước tính sinh khối đã xây dựng ở Việt Nam ........................ 23 Bảng 1.5: Các hàm ước tính sinh khối, carbon dưới mặt đất cho kiểu rừng thường xanh vùng tây nguyên, Việt Nam .................................................................. 25 Bảng 3.1: Thông tin về vị trí và trạng thái ô tiêu chuẩn rút mẫu ............................... 39 Bảng 4.1: So sánh thể tích vỏ với thể tích cây ........................................................... 51 Bảng 4.2: Biến động và ước lượng khoảng WD, BaD cho các loài chủ yếu của kiểu rừng khộp Đăk Lăk............................................................................................. 53 Bảng 4.3: Mô hình ước tính sinh khối phần thân cây (Bst) ....................................... 56 Bảng 4.4: Mô hính ước tính carbon phần thân cây (Cst) ........................................... 56 Bảng 4.5: Mô hình ước tính sinh khối phần vỏ cây (Bba) ......................................... 58 Bảng 4.6: Mô hình ước tính carbon phần vỏ cây (Cba) ............................................. 59 Bảng 4.7: Mô hình ước tính sinh khối phần cành cây (Bbr) ...................................... 61 Bảng 4.8: Mô hình ước tính carbon phần cành cây (Cbr) .......................................... 61 Bảng 4.9: Mô hình ước tính sinh khối lá cây (Bl) ..................................................... 62 Bảng 4.10: Mô hình ước tính carbon lá cây (Cl) ....................................................... 63 Bảng 4.11: Sinh khối, carbon, CO2 hấp thụ của 4 bộ phận cây rừng ........................ 64 Bảng 4.12: Mô hình ước tính sinh khối AGB từ biến số điều tra rừng ..................... 66 Bảng 4.13: So sánh biến động S% của mô hình ước tính AGB từ biến số DBH rừng khộp ................................................................................................................... 68 Bảng 4.14: Mô hình ước tính carbon phần sinh khối trên mặt đất ............................ 69 Bảng 4.15: Mô hình ước tính sinh khối BGB ............................................................ 71 Bảng 4.16: Mô hình ước tính carbon bể chứa BGB (C (BGB).................................. 72 Bảng 4.17: Lượng carbon và CO2 ở 5 bộ phận cây gỗ theo các cấp kính .................. 73 Bảng 4.18: Mô hình AGB=f(DBH) theo loài chủ yếu của rừng khộp ....................... 74 Bảng 4.19: Mô hình AGB=f(DBH, H) theo loài chủ yếu của rừng khộp .................. 75 Bảng 4.20: Mô hình C_AGB=f(DBH, H) theo loài chủ yếu rừng khộp .................... 75 Bảng 4.21: Mô hình BGB=f(DBH) theo loài chủ yếu rừng khộp ............................. 76 Bảng 4.22: Mô hình BGB=f(DBH,H) theo loài chủ yếu rừng khộp ......................... 76 Bảng 4.23: Mô hình C_BGB=f(DBH,H) theo loài chủ yếu rừng khộp ..................... 77 Bảng 4.24: Mô hình AGB=f(BDH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ ................ 78 Bảng 4.25: Mô hình C_AGB=f(DBH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ .......... 78 Bảng 4.26: Mô hình BGB=f(BDH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ ................ 79 Bảng 4.27: Mô hình C_BGB=f(DBH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ ........... 79 Bảng 4.28: Mô hình AGB = f(DBH, H) chung các loài, theo loài và nhóm WD ...... 80 Bảng 4.29: Mô hình chuyển đổi sinh khối, carbon giữa bể chứa AGB và BGB ....... 83 Bảng 4.30: Phân tích đặc trưng mẫu SOC ................................................................. 84 ix
Bảng 4.31: Ước tính sinh khối và carbon bể chứa cho bể chứa thảm tươi ................ 85 Bảng 4.32: Ước tính sinh khối và carbon bể chứa thảm mục (Litter) ....................... 86 Bảng 4.33: Ước tính sinh khối và carbon bể chứa gỗ chết (Dead wood) .................. 86 Bảng 4.34: Mô hình chuyển đổi sinh khối, carbon lâm phần .................................... 88 Bảng 4.35: Mô hình ước tính sinh khối trên mặt đất lâm phần với các nhân tố điều tra rừng ............................................................................................................... 88 Bảng 4.36: Mô hình ước tính carbon trên mặt đất lâm phần với các nhân tố điều tra rừng ....................................................................................................................... 89 Bảng 4.37: Mô hình ước tính sinh khối phần sinh khối dưới mặt đất lâm phần với các nhân tố điều tra rừng ............................................................................................ 89 Bảng 4.38 Mô hình ước tính carbon phần sinh khối dưới mặt đất lâm phần với các nhân tố điều tra rừng ............................................................................................ 90 Bảng 4.39: Mô hình ước tính sinh khối 5 bộ phận cây trên mặt đất với nhân tố điều tra rừng. .............................................................................................................. 90 Bảng 4.40: Mô hình ước tính carbon 5 bộ phận cây trên mặt đất với nhân tố điều tra rừng. ...................................................................................................................... 91 Bảng 4.41: Mô hình ước tính tổng sinh khối lâm phần với nhân tố điều tra rừng..... 91 Bảng 4.42: Mô hình ước tính tổng carbon lâm phần với nhân tố điều tra rừng ........ 92 Bảng 4.43: Các tham số bi theo 3 cấp chiều cao lâm phần ........................................ 94 Bảng 4.44: Biểu cấp chiều cao rừng khộp Đăk Lăk .................................................. 95 Bảng 4.45: Phân tích biến động TAGTB ................................................................... 97 Bảng 4.46: Phân tích biến động hệ số BCEF ............................................................. 98 Bảng 4.47: Phân cấp sinh khối và quan hệ với trữ lượng. ......................................... 98 Bảng 4.48: Các mô hình ước tính sinh khối, carbon theo cấp kính và cấp chiều cao .............................................................................................................................. 99 Bảng 4.49: Sinh khối và carbon của lâm phần có năng suất và sinh khối thấp nhất, tương ứng với lâm phần có cấp sinh khối I và cấp chiều cao 3 ........................ 99 Bảng 4.50: Sinh khối và carbon của lâm phần có cấp năng suất và sinh khối trung bình, tương ứng với lâm phần có cấp chiều cao 2 và cấp sinh khối II. .......... 101 Bảng 4.51: Sinh khối và carbon của lâm phần có cấp năng suất và sinh khối tốt nhất, tương ứng với lâm phần có cấp chiều cao 1 và cấp sinh khối III. .................. 102 Bảng 4.52: Tỷ lệ carbon 6 bể chứa lâm phần rừng khộp ......................................... 104 Bảng 4.53: Mô hình quan hệ giữa tuổi cây rừng với DBH, H. ................................ 105 Bảng 4.54: Tăng trưởng sinh khối, carbon trung bình của lâm phần có cấp năng suất và cấp sinh khối trung bình ............................................................................... 107 Bảng 4.55: Tăng tưởng sinh khối và carbon cho 3 đơn vị lâm phần đại diện ......... 107 x
ĐẶT VẤN ĐỀ Phát triển và lượng hóa khả năng tích lũy carbon của rừng là một trong những hoạt động của chuỗi chương trình "Giảm phát thải do mất rừng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển" (REDD) và "Chi trả dịch vụ môi trường" (PES), được đề xuất trong bối cảnh những cam kết cắt giảm khí thải theo Nghị định thư Kyoto không đạt hiệu quả, đồng thời tình trạng suy thoái rừng ở các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam, đã và đang đóng góp một tỷ lệ khá lớn vào tổng lượng phát thải CO2 trên toàn cầu. Việc mở rộng REDD sang REDD+ đã thể hiện vai trò của các chương trình REDD+ ngày càng rộng vào tiến trình quản lý rừng theo hướng bền vững. Các chương trình REDD+ hiện nay không chỉ chú trọng vào giảm phát thải từ suy thoái và mất rừng mà còn kết hợp với việc bảo tồn đa dạng sinh học, quản lý rừng bền vững và tăng cường trữ lượng carbon [1]. IPCC đã tham gia và thúc đẩy các nước đang phát triển thực hiện mục tiêu giảm phát thải bằng cách mua các tín dụng carbon của các nước này từ những khu rừng hấp thụ CO2 thông qua thị trường carbon. Xây dựng phương pháp đo tính và giám sát để cung cấp thông tin, cơ sở dữ liệu về biến động lượng CO2 hấp thụ hay phát thải của các bể chứa carbon ở các kiểu rừng khác nhau theo tiêu chuẩn của IPCC (2006) là cần thiết để tham gia vào các chương trình REDD+. Phương pháp đo tính, lượng hóa sinh khối và carbon rừng sẽ quyết định nguồn dữ liệu đầu vào cho việc áp dụng công nghệ viễn thám để giám sát biến động ở các bể chứa carbon. Do đó phương pháp đo tính đạt độ tin cậy theo các tiêu chuẩn của IPCC (2006) sẽ quyết định mức độ chính xác trong việc giám sát lượng CO2 hấp thụ hay phát thải theo tiêu chuẩn quốc tế. Đây là cơ sở để ước lượng giá trị kinh tế của lâm phần khi tham gia vào thị trường carbon toàn cầu. Trên thực tế lượng carbon tích lũy, CO2 hấp thụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố lâm phần và sinh thái khác nhau như: kiểu rừng, trạng thái rừng, loài cây ưu thế, điều kiện lập địa... Do đó, đòi hỏi phải có những nghiên cứu, đánh giá về khả 1
năng hấp thụ CO2 của từng kiểu thảm phủ cụ thể. Việc sử dụng một vài mô hình để áp dụng chung cho tất cả các kiểu rừng, vùng sinh thái sẽ dẫn đến sai số và không đúng đắn về mặt khoa học [4]. Phương pháp lượng hóa sinh khối và carbon cho cây cá thể, lâm phần hiện tại đã được xây dựng thành quy trình chung trên phạm vi toàn thế giới: Thiết lập hệ thống ô mẫu; Sử dụng phương pháp chặt hạ cây (destructive sampling); Phân tích mẫu để xác định sinh khối, hàm lượng carbon; Xây dựng mô hình ước tính sinh khối, carbon cây cá thể thông qua các nhân tố điều tra rừng và nhân tố sinh thái. Tuy nhiên khả năng áp dụng vào nghiên cứu thực tế cho từng loại thảm phủ, từng bể chứa carbon là rất khác nhau, từ đó mức độ tin cậy và quy mô áp dụng các mô hình được xây dựng cũng khác nhau. Các nghiên cứu trên thế giới mới chỉ tập trung vào bể chứa sinh khối của cây rừng phần trên mặt đất (AGB), việc tính toán trữ lượng carbon đều thông qua hệ số chuyển đổi CF của IPCC (2006), các bể chứa carbon còn lại cũng sử dụng hệ số chuyển đổi của IPCC [6]. Mặt khác số lượng mẫu của các nghiên cứu nhỏ so với diện tích rừng thực tế, chưa được đánh giá sai số mô hình khi áp dụng đối với các kiểu rừng đa dạng ở Việt Nam. Bảo Huy (2012) đã xây dựng hệ thống các mô hình ước tính carbon tích lũy cho cả năm bể chứa carbon rừng lá rộng thường xanh vùng Tây Nguyên là sinh khối trên mặt đất (AGB), sinh khối dưới mặt đất (BGB), thảm mục, gỗ chết và SOC theo các tiêu chuẩn IPCC (2006) với các thông số cụ thể, sai số của mô hình thấp. Chương trình UN-REDD+ tại Việt Nam đã bước vào giai đoạn II, tuy nhiên các nghiên cứu về xây dựng hàm ước tính carbon cho từng kiểu rừng khác nhau vẫn chưa đầy đủ cho từng kiểu rừng, hầu hết các nghiên cứu chỉ tập trung vào việc mô tả kết quả thông qua việc thiết lập một số ô mẫu xác định sinh khối, chưa có sự kiểm định theo các chỉ tiêu thống kê toán học, do đó việc áp dụng để tính toán trữ lượng carbon vào thực tế sẽ dẫn đến sai số. Vì vậy việc xây dựng hệ thống mô hình ước tính sinh khối, carbon cho từng kiểu rừng cụ thể là cấp thiết. 2
Rừng khộp (Dipterocarp forest) là một kiểu rừng đặc trưng và chỉ có ở khu vực Đông Nam Á. Tại Việt Nam rừng Khộp tập trung ở khu vực Tây Nguyên, trong đó tỉnh Đăk Lăk là nơi có diện tích lớn và đặc trưng nhất. Các giá trị nhiều mặt của rừng khộp về kinh tế, các giá trị sinh học, sinh thái chưa được hiểu biết một cách sâu sắc là nguyên nhân làm cho kiểu rừng này bị coi là kém hiệu quả (kinh tế) và đang bị chặt hạ để chuyển đổi sang các diện tích trồng các loại cây khác được coi là có hiệu quả cao hơn là điều thực sự đáng báo động. Ngoài ra, trong xu thế toàn cầu đối phó với biến đổi khí hậu, các thảm rừng khộp cũng có giá trị nhất định trong việc hấp tích lũy carbon, góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Trên thế giới việc nghiên cứu để lượng hóa những giá trị về mặt môi trường nói chung và khả năng tích lũy carbon của kiểu rừng khộp cũng mới trong giai đoạn khởi đầu và phạm vi nghiên cứu hẹp trong một vùng sinh thái cụ thể chưa được kiểm định sai số khi áp dụng cho kiểu rừng khộp của Việt Nam. Tại Việt Nam các nghiên cứu về rừng kiểu rừng khộp hầu hết chỉ tập trung vào nghiên cứu cấu trúc, sinh khối. Các nghiên cứu về khả năng tích lũy carbon cho kiểu rừng khộp chỉ dừng lại ở mức độ sử dụng các mô hình đã có sẵn chưa được kiểm định cho kiểu rừng khộp ở Việt Nam hay mới chỉ dừng lại ở việc thiết lập một vài ô mẫu và trình bày kết quả, do đó không có cơ sở tin cậy về mặt thống kê vì vậy cũng không có cơ sở để áp dụng thực tế. Xây dựng phương pháp nghiên cứu khả năng tích lũy carbon trong năm bể chứa cụ thể ở các trạng thái khác nhau của kiểu rừng khộp phù hợp theo các tiêu chuẩn của IPCC (2006) để xác định năng lực hấp thụ CO2 là một hướng nghiên cứu cần quan tâm. Kết quả của nghiên cứu mang tính định lượng này sẽ là cơ sở dữ liệu đầu vào quan trọng cho việc giám sát hấp thụ, phát thải CO2 tạo cơ sở để tham gia chương trình REDD+. Việc chi trả tín dụng carbon từ các chương trình REDD+ sẽ là nguồn động lực rất lớn đối với các chủ rừng và các cộng đồng sống gần rừng quan tâm tới sự tồn tại của kiểu rừng đặc biệt này. Trong bối cảnh đó, 3
vấn đề nghiên cứu được đặt ra là phương pháp xây dựng mô hình và cung cấp hệ thống các mô hình xác định sinh khối và carbon tích lũy, CO2 hấp thụ cho các trạng thái khác nhau của kiểu rừng khộp theo tiêu chuẩn của IPCC (2006). Để giải quyết các vấn đề nêu trên đề tài nghiên cứu nội dung "XÁC ĐỊNH LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA KIỂU RỪNG KHỘP (DIPTERCARP FOREST) TỈNH ĐĂK LĂK". Trong phạm vi của một đề tài tốt nghiệp thạc sĩ, nghiên cứu giới hạn cho kiểu rừng khộp tập trung chủ yếu ở hai huyện là Easoup và EaHleo là khu vực rừng khộp đại diện và đặc trưng nhất của tỉnh Đăk Lăk. 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Biến đổi khí hậu và chương trình REDD, REDD+ Biến đổi khí hậu đang là mối quan tâm chung toàn cầu, hàng loạt chương trình và chính sách nhằm đối phó với vấn đề này đã được nghiên cứu, xây dựng. Tuy nhiên khi triển khai vào thực tế đã gặp rất nhiều khó khăn, trở ngại. Nghị định thư Kyoto tiếp tục gia hạn cho đến năm 2020 trước bối cảnh các cam kết về cắt giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính không đạt được kết quả như mong đợi, cùng với suy thoái và mất rừng diễn ra với tốc độ cao tại các quốc gia đang phát triển đang là thách thức cho không chỉ riêng ngành lâm nghiệp mà còn ảnh hưởng sâu sắc tới nhiều vấn đề mang tính toàn cầu. Lượng hóa khả năng tích lũy carbon, hấp thụ CO2 của rừng qua đó tạo cơ sở chi trả tài chính cho dịch vụ môi trường, giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng tại các quốc gia đang phát triển là một hướng đi mới cho tình hình hiện tại, đây là cơ sở ra đời của chương trình REDD "Giảm phát thải từ suy thoái rừng và mất rừng tại các quốc gia đang phát triển"[1]. REDD được đề xuất từ chương trình nghị sự của Hội nghị lần thứ 11 (COP11) của UNFCCC tại Montréal, tháng 12 năm 2005 và được mở rộng chuyển sang REDD+ "Giảm phát thải từ nạn phá rừng và suy thoái rừng, vai trò của bảo tồn, quản lý bền vững và tăng cường trữ lượng car bon rừng ở các nước đang phát triển". Tại COP13 ở Bali, tháng 12 năm 2007. Kết hợp với sự ra đời của chương trình UN-REDD được FAO, UNDP và UNEP hợp tác thí điểm REDD+ tại các nước đang phát triển với sự hỗ trợ tài chính từ quỹ đối tác carbon rừng (FCPF) của ngân hàng thế giới(WB). Cho thấy tiềm năng to lớn, không chỉ là lợi ích trực tiếp từ việc cắt giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính (GHG), tăng cường trữ lượng carbon rừng mà còn là sự tác động tích cực vào bảo tồn đa dạng sinh học, xóa đói giảm nghèo, phát huy quyền của người dân bản địa, mà hơn cả là thúc đẩy quản lý và phát triển rừng bền vững của REDD và REDD+ [9]. 5
REDD bắt đầu từ một ý tưởng đơn giản nhưng có ý nghĩa to lớn về mặt thực tiễn: Chi trả tài chính cho tổ chức, cộng đồng, người giúp giảm phá rừng, mất rừng. Một phần năm lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu là từ suy thoái và mất rừng, trong khi phá rừng và làm suy thoái rừng chỉ mang lại lợi nhuận thấp so với giá trị thực tế mà rừng mang lại. Mặt khác cơ sở hoạt động của REDD, REDD+ nhấn mạnh tính tự nguyện và sự đổi mới về tư duy quản lý tài nguyên rừng dựa trên nền công nghệ quản lý sẵn có và được sự hỗ trợ mạnh mẽ từ các quỹ tài chính tự nguyện, cho nên hiệu quả từ các chương trình REDD, REDD+ mang lại là khả thi. Tại COP17 ở Durban, tháng 12 năm 2011 đã xác định cơ chế hoạt động cho REDD+ trên 5 lĩnh vực chính: Giảm phát thải từ mất rừng; Giảm phát thải từ suy thoái rừng; Bảo tồn trữ lượng carbon rừng; Quản lý rừng bền vững; Nâng cao các bể chứa carbon rừng. Tuy nhiên, quá trình triển khai hoạt động thực tiễn của REDD, REDD+ đã cho thấy nhiều vấn đề phức tạp và thách thức. Đó là các yêu cầu về phương pháp đo đạc, lượng hóa khả năng tích lũy carbon rừng; Xác định phạm vi, cách thức chi trả; Sự rò rỉ và mức tham chiếu tính toán; Trách nhiệm pháp lý; Tính lâu bền; Chia sẻ hưởng lợi.... Những nghiên cứu để có cách tiếp cận sâu sắc và hiệu quả là thách thức cho hoạt động triển khai REDD, REDD+. Việt Nam là một trong những quốc gia đang thực hiện thí điểm chương trình UN-REDD+, do đó cung cấp được phương pháp ước lượng tính sinh khối và carbon rừng để tạo cơ sở dữ liệu cho thiết kế hệ thống đo tính và giám sát sinh khối, carbon của các kiểu rừng, vùng sinh thái khác nhau là hoạt động thực tiễn và cấp thiết. 1.2 Cơ sở ước tính sinh khối và carbon rừng Ước tính được sinh khối và trữ lượng carbon tích lũy, CO2 hấp thụ là thông tin và dữ liệu đầu vào cho việc giám sát biến động hấp thụ hay phát thải CO2 ở các bể chứa carbon cho từng trạng thái của các kiểu rừng, vùng sinh thái khác nhau. Mối quan hệ hữu cơ giữa sinh khối, carbon rừng với các nhân tố điều tra 6
lâm học thông thường như DBH, H, Ca, nhân tố sinh thái, nhân tố cấu trúc lâm phần như tổ thành loài, DTC, N, M, BA…là cơ sở lý luận cho phương pháp ước tính sinh khối, carbon rừng. Tuy nhiên do đặc điểm phức tạp của việc bố trí thí nghiệm thu thập số liệu, sự biến động đa dạng của các nhân tố sinh thái, sự đa dạng về cấu trúc, tổ thành loài ở từng trạng thái rừng của các kiểu rừng khác nhau trên phạm vi toàn thế giới, các nghiên cứu chỉ có dừng lại trong một phạm vi nhất định về mức độ tin cậy của mô hình, hệ thống thông tin, cơ sở dữ liệu và phạm vi áp dụng [4]. IPCC (2006) đã tổng kết các nghiên cứu và đưa ra quy trình chung để ước tính và giám sát sinh khối, carbon rừng. Các quốc gia muốn tham gia thị trường carbon và được chi trả tài chính thì việc đo tính, giám sát hấp thụ, phát thải CO2 phải tuân thủ theo các quy trình này. IPPC đã xây dựng phương pháp tính toán và giám sát hấp thụ, phát thải CO2 theo 3 cấp độ tùy thuộc vào điều kiện áp dụng của mỗi quốc gia, vùng lãnh thổ:  Cấp độ I: Sử dụng biến số trữ lượng rừng và thông qua các hệ số chuyển đổi của IPCC (2006) để ước tính sinh khối và carbon cho các bể chứa. Đây là cấp độ đơn giản nhất, dễ áp dụng nhưng sai số lớn.  Cấp độ II: Sử dụng biến số tỷ lệ sinh khối khô so với thể tích tươi cây gỗ để ước tính sinh khối, thông qua trữ lượng rừng để tính toán sinh khối lâm phần, sau đó sử dụng hệ số chuyển đổi để ước tính trữ lượng carbon.  Cấp độ III: Xây dựng hệ thống hàm sinh học (allometric equations) để ước tính và ứng dụng công nghệ GIS để giám sát sinh khối, trữ lượng carbon. Qua đó cung cấp được hệ thống giám sát, báo cáo và thẩm tra (MRV) theo tiêu chuẩn. Trong 3 cấp độ được IPCC xây dựng thì cấp độ III được khuyến khích áp dụng để xây dựng được hệ thống MRV đạt tiêu chuẩn khi tham gia vào thị trường carbon toàn cầu. Do đó các quốc gia, vùng lãnh thổ cần cung cấp được hệ thống hàm sinh học để ước tính trữ lượng và phương pháp giám sát thay đổi sinh 7
khối và CO2 phù hợp và đảm bảo độ tin cậy. Hiện tại một loạt các tổ chức và cá nhân đã đưa ra các phương pháp ước tính, giám sát sinh khối và carbon rừng ở các cấp độ và phạm vi khác nhau: ICRAF(2007), Pearson và cộng sự (2007) Bishma và cộng sự (2010), Silva và cộng sự (2010), SNV và UN-REDD Việt Nam ( 2010), Bảo Huy (2012). Các nghiên cứu trên thế giới của hầu hết các tác giả như Brown (1997- 2001), MacDicken (1997), Nelson và cộng sự (1999), Ketterings và cộng sự (2001), Chave và cộng sự (2005), Pearson (2007), Gibbs và cộng sự (2007), Basuki và cộng sự (2009) Henry và cộng sự (2010), Dietz và cộng sự (2011), Johannes và cộng sự (2011) chỉ chú trọng vào bể chứa sinh khối trên mặt đất (AGB), sử dụng các hệ số chuyển đổi của IPCC (2006) để xác định trữ lượng carbon. Tại Việt Nam, Bảo Huy (2012) đã xây dựng được hệ thống hàm sinh trắc với nhiều cấp độ áp dụng để ước tính sinh khối và carbon cho cả 5 bể chứa từ các biến số điều tra rừng, nhân tố sinh thái, cấu trúc lâm phần rừng lá rộng thường xanh vùng Tây Nguyên. Đồng thời tác giả cũng đã xây dựng phương pháp giám sát trữ lượng sinh khối, carbon rừng theo công nghệ GIS [6]. 1.3 Ước tính sinh khối và carbon ở các bể chứa carbon. Theo IPCC (2006) có 5 bể chứa carbon chính trong lâm phần như Hình 1.1: i) Sinh khối trên mặt đất (AGB) ii) Sinh khối dưới mặt đất (BGB) iii) Thảm mục (Litter) iv) Gỗ chết (Dead wood) v) Carbon hữu cơ trong đất (SOC) 8