Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Xác định trữ lượng CO2 hấp thụ của các trạng thái rừng Khộp tại tỉnh Đăk Lăk

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài nghiên cứu được thực hiện nhằm góp phần cung cấp cơ sở khoa học cũng như thực tiễn trong việc lượng hóa giá trị hấp thụ CO2 của rừng Khộp nói riêng và đối tượng rừng tự nhiên nói chung, làm cơ sở cho việc thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng ở Việt Nam trong giai đoạn sắp tới. Mời các bạn cùng tham khảo!

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 trữ lượng CO2 hấp thụ của các trạng thái rừng Khộp tại tỉnh Đăk Lăk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ THỊ TÚ XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG KHỘP TẠI TỈNH ĐĂK LĂK LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ THỊ TÚ XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG CO2 HẤP THỤ CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG KHỘP TẠI TỈNH ĐĂK LĂK Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TS. Võ Đại Hải Hà Nội, 2011
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu hiện nay đã không còn chỉ là mối quan tâm của một quốc gia, một tổ chức nào đó mà là của toàn thế giới. Nguyên nhân chủ yếu gây ra biến đổi khí hậu và sự nóng lên của bầu không khí là do nồng độ khí nhà kính (chủ yếu là C02) đang có xu hướng gia tăng rất nhanh. Chỉ hơn 100 năm qua, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng từ 250 ppm lên tới 360 ppm vào năm 2000 (IPCC, 2001) và 385 ppm vào năm 2007 (Trevor, 2008). Ở giai đoạn hiện nay, nồng độ khí CO2 tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm (UNFCCC, 2005). Theo dự báo của các chuyên gia, nếu không có biện pháp hữu hiệu để giảm bớt khí thải nhà kính, thì nhiệt độ mặt đất sẽ tăng lên 1,80 - 6,40 vào năm 2100, lượng mưa sẽ tăng lên 5 - 10%, băng ở 2 cực và các vùng núi cao sẽ tan nhiều hơn, mức nước biển sẽ dâng lên khoảng 70 - 100 cm và sẽ gây ra những hậu quả hậu quả sẽ rất nặng nề cho con người. Sự ra đời của Nghị định thư Kyoto dựa trên Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu (United Nations Framework Convention on Climate Change) (UNFCCC - 1992) thể hiện sự quan tâm của toàn nhân loại về vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu. Nghị định được đưa ra vào tháng 12 năm 1997 và có 160 quốc gia đã thông qua, trong đó có Việt Nam đã thông qua, ký kết với 3 cơ chế quan trọng là: Cơ chế Đồng thực hiện (JI), cơ chế Phát triển sạch (CDM) và cơ chế Mua bán quyền phát thải (ET). Trong 3 cơ chế trên thì cơ chế phát triển sạch là cơ chế mềm dẻo nhất và đem lại nhiều lợi ích cho các nước đang phát triển. Tuy nhiên, Nghị định thư Kyoto sẽ hết hạn năm 2012 và thế giới dần chuyển sang thị trường Carbon tự nguyện. Liên hiệp quốc đã thiết lập chương trình cắt giảm khí thải CO 2 bằng cách hỗ trợ các nước nghèo bảo tồn rừng, sáng kiến này mang tên là REDD (Reduced Emission from Deforestation and Forest Degradation in Developping countries): ”Giảm việc phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính do mất rừng và suy thoái rừng ở các quốc gia đang phát triển” tại hội nghị Copenhagen thiết lập sau khi nghị định Kyoto hết hiệu lực. Đây là một công cụ vừa giúp giữ rừng vừa tạo sinh kế cho người dân nghèo tại chỗ để khuyến khích họ bảo vệ rừng. REDD vận hành như một cơ chế chính.
2 Từ việc thực hiện quyết định 380/QĐ-TTg về chính sách thí điểm chi trả dịch vụ môi trường rừng (ngày 10/04/2008) và quyết định Số 158/QĐ-TTg về phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (ngày 02/12/2008) tới nay Chính phủ đã ban hành nghị định số 99/2010/NĐ-CP về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng (ngày 24/9/2010), tạo ra cơ hội cải thiện cuộc sống cũng như sinh kế rất tốt cho người dân tham gia vào công tác bảo vệ và phát triển rừng. Vấn đề hiện nay của Việt Nam phải xác định được những giá trị dịch vụ môi trường mà rừng mang lại bao gồm cả giá trị lưu giữ và hấp thụ carbon của rừng làm cơ sở để triển khai chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng. Do đó, cần có thêm những nghiên cứu đánh giá về khả năng hấp thụ CO2 của từng kiểu thảm thực vật rừng nhằm đưa ra chính sách chi trả cho các chủ rừng và các cộng đồng vùng cao trong việc bảo vệ và phát triển rừng. Rừng Khộp tại Đăk Lăk là hệ sinh thái đặc thù ở khu vực Tây Nguyên, một khu vực rộng lớn mà diện tích rừng tự nhiên chiếm trên 20% tổng diện tích rừng của cả nước. Tuy nhiên, cho tới nay ở khu vực Tây Nguyên nói riêng và ở Việt Nam nói chung, các công trình nghiên cứu nhằm lượng hóa khả năng hấp thụ CO2 của rừng mới chủ yếu được thực hiện cho rừng trồng, đối với rừng tự nhiên còn ít được quan tâm nghiên cứu. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài “Xác định trữ lượng CO2 hấp thụ của các trạng thái rừng Khộp tại tỉnh Đăk Lăk” đặt ra rất cấp thiết và có ý nghĩa.
3 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về sinh khối rừng Sinh khối là tổng lượng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm được tính bằng tấn/ha theo khối lượng khô (Ong, J.E & cs, 1984) (dẫn theo Vũ Đoàn Thái, 2003) [19]. Sinh khối bao gồm tổng khối lượng thân, cành, lá, hoa, quả, rễ trên mặt đất, dưới mặt đất. Việc nghiên cứu sinh khối cây rừng là cơ sở đánh giá lượng carbon tích lũy của cây rừng, do vậy có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá chất lượng phục vụ cho quản lý và sử dụng tài nguyên rừng. Ngay từ thế kỷ 17 trên thế giới đã có nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý thực vật, vai trò, cơ chế hoạt động của diệp thực vật màu xanh trong quá trình quang hợp để tạo ra các sản phẩm hữu cơ dưới tác động của các yếu tố tự nhiên như đất, nước, không khí và năng lượng mặt trời. Nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hoá phân tích, hoá thực vật và đặc biệt là vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên, các nhà khoa học đã thu được những thành tựu đáng kể trong thế kỷ XIX . Một số nghiên cứu tiêu biểu có thể tóm tắt lại như sau: - Xây dựng định luật "năng suất" dựa trên định luật “tối thiểu” của Liebig J. và dựa trên các kết quả nghiên cứu về định lượng của sự tác động của thực vật tới không khí, đã được mô tả bởi Liebig, J (1862) [33]. - Các công trình nghiên cứu về phát triển sinh khối rừng đã được tổng kết bởi Riley G.A (1944) [37], Steemann Nielsen, E (1954) [39], Fleming, R.H. (1957) [30]. - Bản đồ năng suất trên toàn thế giới đã được xây dựng bởi Lieth, H. (1964) [34], đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh. Theo Lê Hồng Phúc (1994), Duyiho công bố thực vật ở biển hàng năm
4 quang hợp đến 3x1010 tấn vật chất hữu cơ, trên mặt đất là 5,3x1010 tấn. Đối với hệ sinh thái rừng nhiệt đới năng suất chất khô thuần từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình là 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khô từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình là 450 tấn/ha/năm. Năng suất sơ cấp của một số hệ sinh thái đã được đưa ra bởi Dajoz (1971) như sau:  Năng suất mía ở châu Phi: 67 tấn/ha/năm.  Năng suất rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm.  Savana cỏ Mỹ (Penisetum purpureum) châu Phi: 30 tấn/ha/năm.  Đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức): 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm.  Đồng cỏ tự nhiên Deschampia và Trifolium ở vùng ôn đới là 23,4 tấn/ha/năm.  Sinh khối của Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏ Ghine): 5000 - 10000 kg/ha/năm. Rừng thứ sinh 40 - 50 tuổi ở Ghana: 362.369 kg/ha/ năm (dẫn theo Dương Hữu Thời - 1992) [21]. Công trình “Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng thế giới - World forest biomass and primary production data” đã 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 [43]. Rodel D. Lasco (2002) [38] công bố mặc dù rừng chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, nhưng sinh khối thực vật của nó chiếm đến 75% so với tổng sinh khối thực vật trên cạn và lượng tăng trưởng sinh khối hàng năm chiếm 37%. Phương pháp xác định sinh khối rất quan trọng quyết định đến độ chính xác của kết quả nghiên cứu. Sau đây là một số phương pháp đã được các tác giả công bố: - Công trình: “Đánh giá sinh khối thông qua viễn thám” đã nêu tổng quát vấn đề sản phẩm sinh khối và việc đánh giá sinh khối bằng ảnh vệ tinh, công bố bởi P.S.Roy, K.G.Saxena và D.S.Kamat (Ấn Độ, 1956). - Một số tác giả như Trasnean (1926), Huber (Đức, 1952), Monteith (Anh, 1960 - 1962), Lemon (Mỹ, 1960 - 1987), Inone (Nhật, 1965 - 1968),... đã dùng
5 phương pháp dioxit carbon để xác định sinh khối. Theo đó sinh khối được đánh giá bằng cách xác định tốc độ đồng hoá CO2 Phương pháp “Chlorophyll” xác định sinh khối thông qua hàm lượng Chlorophyll trên một đơn vị diện tích mặt đất. Đây là một chỉ tiêu biểu thị khả năng của hệ sinh thái hấp thụ các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp được công bố bởi Aruga và Maidi (1963). - Whitaker, R.H (1961, 1966) [40] [41] Mark, P.L (1971) cho rằng "Số đo năng suất chính là số đo về tăng trưởng, tích luỹ sinh khối ở cơ thể thực vật trong quần xã". - Woodwell, G.M (1965) và Whittaker, R.H (1968) [42] đã đề ra phương pháp "thu hoạch" để nghiên cứu năng suất sơ cấp tuyệt đối. - Newbuold.P.J (1967) đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh khối và năng suất của quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này được chương trình quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng. - Phương pháp xác định sinh khối rừng dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối và kích thước cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó được sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu Âu (Whittaker, 1966) [41]; Tritton và Hornbeck, 1982; Smith và Brand, 1983). Theo Grier và cộng sự (1989), Reichel (1991), Burton V. Barner và cộng sự (1998) [27] do khó khăn trong việc thu thập rễ cây nên phương pháp này chủ yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất. - Phương pháp Oxygen năm 1968 nhằm định lượng oxy tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật màu xanh. Từ đó tính ra được năng suất và sinh khối rừng đã được Edmonton. Et. Al đề xướng. - Phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối được mô tả bởi Shurrman và Geodewaaen (1971), Moore (1973), Gadow và Hui (1999), Oliveira và cộng sự (2000), Voronoi (2001), McKenzie và cộng sự (2001) [35]. - Theo Catchpole và Wheeler (1992) bộ phận cây bụi và những cây tầng dưới của tán rừng đóng góp một phần quan trọng trong tổng sinh khối rừng. Có nhiều phương pháp để ước tính sinh khối cho bộ phận này, các phương pháp bao gồm:
6 (1)- Lấy mẫu toàn bộ cây (quadrats); (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)- phương pháp mục trắc; (4)- phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan. Năm 2002, tổ chức “Australian Greenhouse Office” [26] đã soạn thảo sổ tay hướng dẫn đo đạc ngoài thực địa cho việc đánh giá carbon rừng bao gồm cả rừng trồng và rừng tự nhiên. Ngoài ra, Kurniatun và cộng sự (2001) [32] cũng đã xây dựng một hệ thống các phương pháp cho việc thu thập số liệu về sinh khối trên và dưới mặt đất rừng nhằm phục vụ công tác nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng. 1.1.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng Trong chu trình carbon toàn cầu, lượng carbon lưu trữ trong thực vật thân gỗ và trong lòng đất khoảng 2,5 Tt (bao gồm trong đất, sinh khối tươi và vật rơi rụng), khí quyển chỉ chứa 0,8 Tt. Dòng carbon trao đổi do sự hô hấp và quang hợp của thực vật là 0,61 Tt và dòng trao đổi giữa không khí và đại dương là 0,92 Tt. Theo chu trình C, trong tổng số 5,5 Gt - 6,6 Gt lượng carbon thải ra từ các hoạt động của con người, có khoảng 0,7 Gt được hấp thụ bởi các hệ sinh thái bên trên bề mặt trái đất, và hầu hết lượng carbon trên trái đất được tích lũy trong đại dương và các hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới. Một số năm gần đây các nhà khoa học và chuyên gia kinh tế trên thế giới đã quan tâm đến việc tích tụ carbon trong rừng để làm giảm bớt khả năng tích tụ khí gây hiệu ứng nhà kính trong bầu khí quyển (Adams et al., 1993 ; Adams et al., 1999; IPCC, 1996, 2000) [31]. Tổng lượng carbon dự trữ của rừng trên toàn thế giới khoảng 826 tỷ tấn chủ yếu ở cây và trong lòng đất (Brown, 1998), con người hoàn toàn có thể chuyển dịch các carbon từ khí quyển thông qua một số bước nhằm tăng các bể chứa carbon này. Các bước này có thể bao gồm tăng khối lượng carbon dự trữ cho một ha thông qua quản lý mật độ hoặc tuổi rừng (Hoen and Solberg, 1994; Van Kooten et al., 1995; and Murray, 2000) hoặc tăng diện tích rừng (Stavins, 1999; Plantinga et al; 1999) bằng phương pháp này đã đưa * 1 terra ton (Tt) = 1012tấn = 1018g  1 giga ton (Gt)= 109tấn=1015g
7 ra nhiều triển vọng làm giảm giá thành cắt giảm khí nhà kính trong khí quyển và mối lo ngại toàn cầu. 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. Vì vậy, việc xác định lượng carbon trong rừng thường thông qua xác định sinh khối rừng (Mc Kenzie, 2001). Tại Indonesia rừng có lượng carbon hấp thụ từ 161 - 300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất (Murdiyarso D, 1995). Trung tâm nghiên cứu phát triển và bảo tồn rừng của Indonesia đã nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng Keo tai tượng, Thông trên đảo Java. Nghiên cứu đã được tiến hành cho các đối tượng rừng trồng ở các tuổi khác nhau kết quả cho thấy khả năng hấp thụ CO2 của Thông cao hơn Keo tai tượng (22.09 t CO2/ha/year, 18.59 tCO2/ha/year (Ika Heriansyah and Chairil, 2005). Năm 2000, Noordwijk đã nghiên cứu khả năng tích luỹ carbon của các rừng thứ sinh, các hệ NLKH và thâm canh cây lâu năm trung bình là 2,5 tấn/ha/năm và đã nghiên cứu mối quan hệ giữa điều kiện xung quanh với loài cây: khả năng tích luỹ carbon này biến động từ 0,5 - 12,5 tấn/ha/năm, rừng Quế 7 tuổi tích luỹ từ 4,49 - 7,19 kg C/ha. Subarudi và các cộng sự (2003), nghiên cứu về khả năng hấp thu carbon của một số loài cây trồng chính, trên cơ sở đó đã xây dựng mô hình kinh tế cho các loài cây này, trong đó có loài Keo tai tượng đã đưa ra được phương trình tính lượng carbon có trong sinh khối cây với loài Keo tai tượng:  0.5 * 0.53 *Vt  Bt    *1.15 (1.1)  0.75 Vt: là thể tích cây tính theo tuổi: Vt  194,21  Exp(1,926(1  0.806)t  1/ 10.806 (víi α =5,356) (1.2) Tại Philippines (1999), Lasco R. cho thấy ở rừng tự nhiên thứ sinh có 86 - 201 tấn C/ha trong phần sinh khối trên mặt đất; ở rừng già là 370 - 520 tấn sinh khối/ha (tương đương 185 - 260 tấn C/ha, lượng carbon ước chiếm 50% sinh khối). Rừng sản xuất cây mọc nhanh tích luỹ được 0,5 - 7,82 tấn C/ha/năm tuỳ theo loài cây và tuổi;
8 Lasco (2003). Noonpragop K. đã xác định lượng carbon trong sinh khối trên mặt đất tại Thái Lan là 72 - 182 tấn/ha. Tại Malaysia, lượng carbon trong rừng biến động từ 100 - 160 tấn/ha và tính cả trong sinh khối và đất là 90 - 780 tấn/ha (Abu Bakar, 2002). Vấn đề giá trị thương mại carbon cũng có một số nghiên. Theo ngân hàng thế giới (1998) [43], các nhà khoa học đã ước lượng giá trị dịch vụ do hệ sinh thái rừng trên toàn thế giới đạt khoảng 33.000 tỷ USD/năm, trong đó giá trị mang lại từ giá trị thương mại C02 là rất lớn. Natasha và Ina (2002) [36] đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu về giá trị của rừng. Giá trị kinh tế của rừng tự nhiên nhiệt đới thông qua việc hấp thụ CO2 cũng được Camille and Bruce (1994) [28], Camillie (2003) [29] nghiên cứu. Sáng kiến REDD (Reduced Emission from Deforestation and Forest Degradation in Developping countries) được đưa ra từ hội nghị về khoa học lần thứ 11 tại Montrelal Canada năm 2005. Theo các nhà khoa học, từ 15-20% tổng lượng khí thải do hoạt động con người trên phạm vi toàn cầu xuất phát từ nạn phá rừng và rừng suy thoái. Vì vậy bảo tổn rừng là rất cần thiết hạn chế biến đổi khí hậu. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Nghiên cứu về sinh khối rừng Hiện nay, ở Việt Nam một số phương pháp nghiên cứu sinh khối được áp dụng phổ biến gồm: - Phương pháp lập ÔTC và xác định sinh khối thông qua cây tiêu chuẩn: Đây là phương pháp chủ yếu nhất, được nhiều tác giả áp dụng như Võ Đại Hải (2007, 2009) [6] [8], Ngô Đình Quế (2005) [16], Vũ Tấn Phương (2006) [14], [15],... Theo phương pháp này, các ÔTC được lập đại diện cho các lâm phần rừng trồng về loài cây, cấp tuổi, cấp đất, lập địa,... Diện tích ÔTC thường dao động từ 100-1000 m2. Trên ÔTC đo đếm đường kính (D1,3), chiều cao vút ngọn (Hvn), Dtán, chiều dài tán (Ltán); tính toán các đại lượng bình quân và từ đó lựa chọn cây tiêu chuẩn. Tiến hành chặt hạ cây tiêu chuẩn, lấy mẫu về sấy trong phòng thí nghiệm để xác định sinh khối khô, từ sinh khối khô cây tiêu chuẩn sẽ tính được sinh khối tầng
9 cây gỗ. Việc xác định sinh khối tầng cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng cũng được xác định thông qua hệ thống ô thứ cấp. - Phương pháp dùng biểu sản lượng: Phương pháp này được JIFPRO sử dụng tại Inđônêxia và Nguyễn Ngọc Lung, Nguyễn Tường Vân (2004) [12] đã áp dụng tính toán khả năng hấp thụ CO2 cho rừng Thông ba lá ở Lâm Đồng. Theo đó, phương pháp dựa vào biểu sản lượng hay còn gọi là biểu quá trình sinh trưởng để có tổng trữ lượng thân cây gỗ/ha cho từng độ tuổi (M m3/ha), nhân với khối lượng khô bình quân của loài cây gỗ đó để có khối lượng khô thân cây, lại nhân với một hệ số chuyển đổi cho từng loại rừng để có khối lượng sinh khối khô. - Phương pháp dựa vào mô hình sinh trưởng: Có ba dạng mô hình sinh trưởng chính, đó là (1) Mô hình thực nghiệm, thống kê. (2) Mô hình động thái, và (3) Mô hình tổng hợp. Có nhiều loài cây và rừng trồng của các loài cây này đã xây dựng được biểu thể tích và biểu sản lượng từ các mô hình sinh trưởng và quan hệ thực nghiệm ở nước ta như rừng trồng Keo lá tràm, Mỡ, Quế, Sa mộc, Thông mã vĩ (Vũ Tiến Hinh 1999-2004), Keo tai tượng, Thông nhựa, Tếch, Bạch đàn Urophylla (Đào Công Khanh 2002), Thông ba lá (Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh, 1999). Dựa trên các kết quả này kết hợp điều tra bổ sung các số liệu sẵn có khác như tỷ trọng gỗ, tỷ lệ sinh khối gỗ/tổng sinh khối, có thể tính ra được sinh khối rừng trồng. Tuy nhiên, các công trình này đã được thực hiện từ lâu, mặt khác lại chỉ nghiên cứu cho những vùng sinh thái cụ thể nên trước khi sử dụng phải tiến hành nghiên cứu bổ sung và kiểm tra độ chính xác. Nguyễn Hoàng Trí (1986), với công trình nghiên cứu “Sinh khối và năng suất rừng Đước” đã áp dụng phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu năng suất sinh khối một số quần xã rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata) tại vùng ven biển ngập mặn Minh Hải, đây là đóng góp có ý nghĩa lớn về mặt lý luận và thực tiễn đối với việc nghiên cứu sinh thái rừng ngập mặn nước ta [22]. Vũ Văn Thông (1998) [20] khi tiến hành nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá thể và lâm phần Keo lá tràm (Accia auriculiformis Cunn) tại tỉnh Thái Nguyên đã giải quyết được một số vấn đề thực tiễn đặt ra, đáng chú ý là đã nghiên
10 cứu và xây dựng mô hình xác định sinh khối Keo lá tràm, lập các bảng tra sinh khối tạm thời phục vụ cho công tác điều tra kinh doanh rừng. Cũng với loài Keo lá tràm, Hoàng Văn Dưỡng (2000) [5] đã tìm ra quy luật quan hệ giữa các chỉ tiêu sinh khối với các chỉ tiêu biểu thị kích thước của cây, quan hệ giữa sinh khối tươi và sinh khối khô các bộ phận thân cây Keo lá tràm. Nghiên cứu cũng đã lập được biểu tra sinh khối và ứng dụng biểu xác định sinh khối cây cá thể và lâm phần Keo lá tràm. Đặng Trung Tấn (2001) [18] đã nghiên cứu sinh khối rừng Đước, kết quả đã xác định được tổng sinh khối khô của rừng Đước ở Cà Mau là 327 m3/ha, tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm là 9.500 kg/ha. Sử dụng phương pháp “cây mẫu” của Newboul D.J (1967), Hà Văn Tuế (1994) đã nghiên cứu năng suất, sinh khối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du Vĩnh Phúc [24]. Lê Hồng Phúc (1996), khi 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 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 ba lá [13]. 1.2.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng Nghiên cứu lượng carbon tích luỹ của một số trạng thái rừng trồng tại Núi Luốt trường Đại học Lâm nghiệp do Nguyễn Văn Dũng thực hiện năm 2005 [4] cho hai đối tượng là rừng trồng thuần loài Thông mã vĩ 20 tuổi và rừng trồng Keo lá tràm 15 tuổi. Ngô Đình Quế và các cộng tác viên thực hiện năm 2005 cho các loài Keo tai tượng, Keo lá tràm, Keo lai, Thông nhựa, Thông mã vĩ, Thông ba lá, Bạch đàn Urophylla với phạm vi áp dụng cho rừng phòng hộ môi trường và rừng sản xuất nguyên liệu ở vùng đồi núi thấp. Sau khi tính toán lượng sinh khối tươi tiến hành xác định sinh khối khô và lượng cacbon hấp thụ như sau: (1) tính toán sinh khối khô: Mẫu thực vật phân tích khối lượng khô đem sấy ở nhiệt độ 1050C trong 6 - 8 giờ đến khối lượng không đổi. Độ ẩm (MC) của các phần: lá, thân, rễ, cành, thảm mục và phần chết của cây bụi, cây gỗ, và cỏ được tính theo công thức sau:
11 MC (%)= [(FW- DW)/FW]*100 Trong đó: FW; DW- Là khối lượng tươi và khô trước và sau khi sấy. Tổng sinh khối khô của các bộ phận của cây bụi, cỏ và cây gỗ được tính toán theo đơn vị tấn/ha (2) Tính lượng carbon: Phương pháp tính toán sinh khối và carbon trong cây gỗ: Phương pháp lập ô tiêu chuẩn, chọn một số cây để cân sinh khối tươi và khô. Từ đó sẽ có tổng khối lượng tích luỹ CO2 trong quá trình quang hợp để tạo thành sinh khối rừng trồng. Để tính hàm lượng carbon có trong thực vật và đất sử dụng phương pháp Walkley- Black . Sau đó lượng carbon hấp thụ trong các thành phần khác nhau của cây bụi, cỏ và chất hữu cơ đất (SOC) được tính theo công thức: Hàm lượng carbon= TDM*C% Trong đó: D- Độ sâu tính đến (cm) SOC (tấn/ha)= D*BD*C% BD- Dung trọng g/cm3 C- Hàm lượng % carbon Võ Đại Hải (2007) [6], nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng Mỡ trồng thuần loài tại vùng trung tâm Bắc Bộ theo phương pháp cây tiêu. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng carbon tích lũy trong tầng cây gỗ rừng trồng Mỡ thay đổi rõ rệt theo cấp đất và cấp tuổi. Cấu trúc carbon cây cá thể Mỡ là thân (54-80%), rễ (14-30%), cành (3-11%), lá (1-6%). Tổng lượng carbon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Mỡ dao động khá lớn từ 40.933-145.041 kg, bao gồm 4 thành phần chính là carbon trong đất (38-75%), trong tầng cây gỗ (19-60%), trong vật rơi rụng 1,56-7,91% và carbon trong cây bụi thảm tươi 0,21-3,25%. Vũ Tấn Phương (2006) tính toán trữ lượng carbon trong sinh khối thảm tươi cây bụi tại Hòa Bình và Thanh Hóa. Một số công trình nghiên cứu như “Thử nghiệm tính toán giá trị bằng tiền của rừng trồng trong cơ chế phát triển sạch” (Nguyễn Ngọc Lung, Nguyễn Tường Vân, 2004) [12]; “Nghiên cứu sinh khối và lượng carbon tích luỹ của một số trạng thái rừng trồng tại Núi Luốt - Trường Đại học Lâm nghiệp” (Nguyễn Tuấn Dũng, 2005) [3]; Phạm Quỳnh Anh, 2006) [1], “Nghiên cứu khả năng hấp thụ và giá trị thương mại Carbon của rừng mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng thuần loài đều tuổi tại Tuyên Quang,… Những
12 nghiên cứu này bước đầu đã xác định được khả năng hấp thụ carbon của đối tượng rừng nghiên cứu. Nguyễn Duy Kiên (2007) [10], khi nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) tại Tuyên Quang đã cho thấy sinh khối tươi trong các bộ phận lâm phần Keo tai tượng có tỷ lệ khá ổn định, sinh khối tươi tầng cây cao chiếm tỷ trọng lớn nhất từ 75-79%; sinh khối cây bụi thảm tươi chiếm tỷ trọng 17- 20 %; sinh khối vật rơi rụng chiếm tỷ trọng 4-5%. Kết quả thực hiện đề tài nghiên cứu ”Nghiên cứu sinh khối và khả năng cố định carbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ” cho thấy, cấu trúc sinh khối cây cá thể Mỡ gồm 4 phần thân, cành, lá và rễ, trong đó sinh khối tươi lần lượt là 60%, 8%, 7% và 24%; tổng sinh khối tươi của một ha rừng trồng mỡ dao động trong khoảng từ 53,4 - 309 tấn/ha, trong đó: 86% là sinh khối tầ ng cây gỗ, 6% là sinh khối cây bụi thảm tươi và 8% là sinh khối của vật rơi rụng (Lý Thu Quỳnh, 2007) [17]. Phạm Tuấn Anh (2007) [2] khi nghiên cứu năng lực hấp thụ CO 2 của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Tuy Đức - Đăk Nông đã tiếp cận theo từng loài cây trong rừng tự nhiên như Chò xót, Trâm,... Kết quả cho thấy tỷ lệ carbon tích lũy trong thân cây so với khối lượng tươi dao động từ 14,1% - 31,8%. Nghiên cứu cũng đã xây dựng mối quan hệ giữa lượng CO2 hấp thụ với các nhân tố điều tra cây cá thể làm cơ sở dự báo lượng CO2 tích lũy theo các chỉ tiêu lâm phần. Tác giả cũng đã lượng giá hấp thụ CO2 theo lâm phần: trạng thái rừng IIAB 303.811 đồng/năm; rừng IIIA1 là 607.622 đồng/năm; trạng thái IIIA2 là 911.434 đồng/năm. Theo Hoàng Xuân Tý (2004) [25], nếu tăng trưởng rừng đạt 15 m3/ha/ năm, tổng sinh khối tươi và chất hữu cơ của rừng sẽ đạt được xấp xỉ 10 tấn/ha/năm tương đương 15 tấn CO2/ha/năm. Võ Đại Hải và cộng sự (2009), trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng hấp thụ và giá trị thương mại carbon của một số dạng rừng trồng chủ yếu ở Việt Nam” đã nghiên cứu và xác định được cấu trúc lượng carbon trong cây cá thể, trong lâm phần các loài Thông đuôi ngựa, Thông nhựa, Keo lai, Keo lá tràm, Bạch
13 đàn Uro,… bên cạnh đó, các tác giả còn xác định được các mối quan hệ tương quan giữa lượng carbon hấp thụ với sinh khối cây cá lẻ, sinh khối cây bụi, thảm tươi, thảm mục dưới tán rừng,… [7], [9]. Đặng Thịnh Triều (2010) [23] trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng cố định carbon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lambert) và Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh et. de Vriese) làm cơ sở xác định giá trị môi trường rừng theo cơ chế phát triển sạch ở Việt Nam” đã xác định được khả năng hấp thụ carbon ở cấp tuổi 6 của lâm phần Thông mã vĩ khoảng từ 115,21 - 178,68 tấn/ha, của lâm phần Thông nhựa khoảng 117,05 - 135,54 tấn/ha tùy thuộc vào cấp đất, đồng thời tác giả cũng đã xây dựng được bảng tra khả năng hấp thụ carbon của cây cá thể cũng như lâm phần Thông mã vĩ và Thông nhựa chung và riêng cho từng cấp đất, xác định được giá trị thương mại carbon của rừng trồng Thông nhựa và Thông mã vĩ theo từng cấp đất. Đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 và cải tạo đất của rừng trồng Keo Lai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc” của Nguyễn Viết Khoa (2010) [11], đã xác định được cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong cây cá thể và lâm phần Keo lai tính trung bình cho các tuổi và cấp đất như sau: + Cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong cây cá thể Keo lai: thân 54,31%, rễ 16,4%, cành 15,16%, lá 8,58%, vỏ 5,54%. + Cấu trúc lượng carbon hấp thụ trong lâm phần Keo lai: đất rừng chiếm 67,74%, tầng cây gỗ 27,58%, tầng cây bụi thảm tươi chiếm 1,48% và vật rơi rụng chiếm 3,2%. 1.3. Nhận xét và đánh giá chung Điểm qua các công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về các vấn đề liên quan đến đề tài nghiên cứu có thể rút ra một số nhận xét như sau: Ở trên thế giới, các công trình nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thụ C02 của rừng đã được quan tâm nghiên cứu từ rất lâu và đã đạt được những thành tựu đáng kể trong việc lượng hóa năng suất rừng cũng như giá trị hấp thụ C0 2 của nhiều thảm thực vật mang lại. Các nghiên cứu có sự chuyển hướng từ những nghiên
14 cứu mang tính định tính sang nghiên cứu định lượng với độ chính xác cao. Sự áp dụng khoa học công nghệ hiện đại như ảnh vệ tinh, công nghệ GIS vào trong nghiên cứu sinh khối cũng như khả năng hấp thụ C02 của rừng thể hiện sự phát triển của khoa học hiện đại đã phát triển lên một tầm cao mới và là những tài liệu tham khảo tốt cho các nước phát triển sau trong đó có Việt Nam. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sinh khối đặc biệt là nghiên cứu khả năng hấp thụ C02 của rừng được thực hiện khá muộn so với trên thế giới nhưng bước đầu cũng đạt được những thành công đáng kể thể hiện sự kế thừa có chọn lọc những tri thức khoa học của thế giới. Chúng ta đã định lượng được năng suất sinh khối cũng như khả năng hấp thụ C02 của hầu hết các dạng rừng trồng phổ biến của nước ta như: Mỡ, Keo các loại, Thông mã vĩ, Thông nhựa, Bạch đàn Uro,... tạo tiền đề cho việc tri trả dịch vụ môi trường rừng. Tuy nhiên, chỉ dừng lại ở đó là chưa đủ, Việt Nam là một quốc gia có diện tích rừng tự nhiên rất lớn, phân bố ở các vùng sinh thái khác nhau và sự tồn tại hay mất đi của các trạng thái rừng này có ảnh hưởng quyết định tới các vấn đề môi trường của nước ta. Tuy nhiên, cho tới nay, các công trình nghiên cứu về sinh khối cũng như lượng hóa giá trị hấp thụ C02 của rừng tự nhiên rất ít được thực hiện và trở thành một khoảng trống rất lớn cần phải được quan tâm nghiên cứu. Rừng khộp là một hệ sinh thái rừng rất đặc trưng ở khu vực Tây Nguyên và là một trong những đối tượng rừng rất cần phải được định lượng những giá trị dịch vụ môi trường trong đó bao gồm cả khả năng hấp thụ C02 của rừng nhằm thực hiện chính sách chi trả môi trường rừng và tham gia vào thị trường carbon tự nguyện theo cơ chế chi trả của REDD. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài nghiên cứu được đặt ra là thực sự cần thiết.
15 Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2.1.1.Mục tiêu tổng quát: Góp phần cung cấp cơ sở khoa học cũng như thực tiễn trong việc lượng hóa giá trị hấp thụ CO2 của rừng Khộp nói riêng và đối tượng rừng tự nhiên nói chung, làm cơ sở cho việc thực hiện chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng ở Việt Nam trong giai đoạn sắp tới. 2.1.2. Mục tiêu cụ thể: - Xác định được trữ lượng CO2 hấp thụ của các trạng thái rừng Khộp tại tỉnh Đăk Lăk. - Xây dựng được phương trình tương quan giữa lượng CO2 hấp thụ cây cá thể với các nhân tố điều tra và đề xuất một số ứng dụng trong việc xác định trữ lượng CO2 hấp thụ cây cá thể trong lâm phần rừng Khộp tại tỉnh Đăk Lăk. 2.2. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là trạng thái rừng Khộp thuộc địa bàn tỉnh Đăk Lăk. 2.3. Giới hạn nghiên cứu - Giới hạn về nội dung nghiên cứu: Trữ lượng CO2 hấp thụ của rừng bao gồm lượng CO2 tương đương tích lũy trong tầng cây cao, tầng cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng và trong đất rừng. Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thời gian, kinh phí thực hiện nên đề tài sẽ không tiến hành nội dung nghiên cứu lượng CO2 tương đương cố định trong đất dưới tán rừng Khộp. - Về địa điểm nghiên cứu: Giới hạn trong phạm vi diện tích rừng Khộp thuộc địa bàn huyện Ea H’leo (xã Ea H’leo, xã Ea Sol), huyện Ea Sup (xã Ea Jlơi) tỉnh Đăk Lăk.
16 2.4. Nội dung nghiên cứu Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đề tài đặt ra những nội dung nghiên cứu cơ bản sau: - Nghiên cứu sinh khối của các trạng thái rừng Khộp + Sinh khối cây cá thể, cây cá thể ưu thế trong lâm phần rừng Khộp. + Sinh khối tầng cây cao của các trạng thái rừng Khộp. + Sinh khối cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng dưới tán các trạng thái rừng Khộp. + Sinh khối toàn lâm phần rừng Khộp. - Xác định trữ lượng CO2 hấp thụ của các trạng thái rừng Khộp + Lượng CO2 hấp thụ của cây cá thể, cá thể ưu thế trong lâm phần rừng Khộp. + Lượng CO2 hấp thụ của tầng cây cao trong các trạng thái rừng Khộp. + Lượng CO2 hấp thụ của cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng dưới tán các trạng thái rừng Khộp. + Lượng CO2 hấp thụ của toàn lâm phần rừng Khộp. - Xây dựng mối quan hệ giữa lượng CO2 hấp thụ với các nhân tố điều tra lâm phần. - Đề xuất các ứng dụng trong việc xác định lượng CO2 hấp thụ của rừng Khộp. 2.5. Phương pháp nghiên cứu 2.5.1. Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài - Khả năng hấp thụ CO2 của rừng được hiểu là khả năng thu giữ CO2 ngoài không khí để chuyển hóa thành sinh khối cơ thể thực vật thông qua quá trình quang hợp. Khi đã được chuyển hóa thành sinh khối cơ thể thực vật thì lượng CO2 hấp thụ đã được chuyển thành một dạng hợp chất khác dưới dạng phân tử C6H1206 khi đó giá trị hấp thụ CO2 của thực vật rừng được hiểu là giá trị tích lũy Carbon của rừng. Vì vậy, lượng carbon tích luỹ được trong rừng càng nhiều cũng có nghĩa là khả năng hấp thụ CO2 của rừng càng tốt.
17 - Công tác tính toán và dự báo lượng CO2 mà rừng Khộp hấp thụ là rất quan trọng, vì vậy ngoài việc nghiên cứu xác định các giá trị CO2 hấp thụ thực tế, cần phải tiến hành xây dựng mối quan hệ giữa lượng CO2 hấp thụ với nhân tố điều tra dễ xác định và đề xuất hướng dẫn sử dụng. - Tổng lượng CO2 hấp thụ trong lâm phần bao gồm các thành phần sau: Lượng CO2 hấp thụ trong tầng cây gỗ, cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng và trong đất dưới tán rừng. - Rừng Khộp là đối tượng thuộc rừng tự nhiên nên tồn tại nhiều loài cây ở nhiều cấp kính và độ tuổi khác nhau, mặt khác việc thu thập số liệu đòi hỏi nhiều thời gian, công sức và kinh phí. Vì vậy, quan điểm của đề tài là kế thừa chọn lọc các kết quả, số liệu nghiên cứu đã có và bổ sung thêm 4 OTC (2 OTC: trạng thái IIIA1, 2 OTC: trạng thái IIIA2) với 48 cây tiêu chuẩn. 2.5.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể 2.5.2.1. Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu - Các tài liệu, công trình khoa học đã công bố có liên quan tới việc xác định trữ lượng CO2 hấp thụ của rừng ở cả trên thế giới và ở Việt Nam. - Các thông tin, số liệu về tài nguyên rừng Khộp tỉnh Đăk Lăk như: Diện tích, phân bố, trữ lượng, kế thừa 2 OTC trạng thái IIB với 24 cây tiêu chuẩn của đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh, bán thường xanh và rụng lá ở Tây Nguyên”. ... do Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thu thập. - Kế thừa các tài liệu, thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu,... 2.5.2.2. Phương pháp lập OTC a. Phương pháp bố trí thí nghiệm + Khảo sát sơ bộ các trạng thái rừng Khộp tại khu vực nghiên cứu.
18 + Đề tài đã lập 4 OTC tương ứng với 2 trạng thái là: III A1 lập 2 OTC; IIIA2 lập 2 OTC. Mỗi OTC có diện tích 2500 m2 (50mx50m). ÔTC phải là những ô đại diện và mang tính chất điển hình cho khu vực. Trong mỗi ÔTC, lập 5 ô thứ cấp (4 ô 4 góc và 1 ô ở giữa ÔTC) diện tích 25 m2 (5 x 5 m) để điều tra cây bụi, thảm tươi; ở trung tâm mỗi ô thứ cấp, lập 1 ô dạng bản diện tích 1 m2 (1m x 1m) để điều tra vật rơi rụng. Tổng số ÔTC là: 2 ÔTC x 3 trạng thái x 1 địa điểm (tỉnh) = 6 ÔTC. Trong đó: - Tổng số ô thứ cấp: 6 ÔTC x 5 ô thứ cấp/ÔTC = 30 ô thứ cấp. - Tổng số ô dạng bản: 6 ÔTC x 5 ô dạng bản/ÔTC = 30 ô dạng bản. 50 m 50m l©m 5m häc --- 5m    -- Hình 2.1: Sơ đồ bố trí ÔTC, ô thứ cấp và các ô dạng bản - b. Phương pháp thu thập số liệu Tại các ÔTC, tiến hành: + Điều tra tổ thành loài tầng cây cao. + Thu thập số liệu chỉ tiêu sinh trưởng đường kính (D1,3), chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính tán (DT) của toàn bộ cây trong OTC. Số liệu đo đếm được ghi theo biểu sau: ® Ò c