Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm mục tiêu là xác định được khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình. 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 Lâm học: Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------------------- BÀN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON CỦA RỪNG TRỒNG THÔNG MÃ VĨ (PINUS MASSONIANA) TRÊN ĐỊA BÀN XÃ THÀNH CÔNG, HUYỆN NGUYÊN BÌNH, TỈNH CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM HỌC Thái Nguyên - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ------------------------------ BÀN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON CỦA RỪNG TRỒNG THÔNG MÃ VĨ (PINUS MASSONIANA) TRÊN ĐỊA BÀN XÃ THÀNH CÔNG, HUYỆN NGUYÊN BÌNH, TỈNH CAO BẰNG CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ : 8.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM HỌC NGƯỜI HD KHOA HỌC: TS. LÊ SỸ HỒNG Thái Nguyên - 2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào, Các thông tin, tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện cho luận văn này đã được cảm ơn. Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước phòng quản lý sau đại học và nhà trường về các thông tin, số liệu trong đề tài. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 Người viết cam đoan Bàn Văn Sơn
ii LỜI CẢM ƠN Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo, giảng viên hướng dẫn TS. Lê Sỹ Hồng, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng”. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp, cùng tất cả các thầy – cô đã tận tình dìu dắt em trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin cảm ơn ban lãnh đạo xã Thành Công, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng cùng người dân trong xã Thành Công – Nguyên Bình, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập để hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới giảng viên hướng dẫn thầy giáo, giảng viên hướng dẫn TS. Lê Sỹ Hồng, tôi xin cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn để tôi hoàn thành khóa luận này. Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy – cô giáo và bạn bè để luận văn được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT .................................................. v DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................... vii MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1 1. Đặt vấn đề ........................................................................................................................ 1 2. Mục tiêu ........................................................................................................................... 3 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghiã thực tiễn của đề tài ............................................................ 4 Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................ 5 1.1. Nghiên cứu về sinh khối và năng suất rừng ................................................................. 5 1.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng .............................................................. 13 1.3. Nghiên cứu về rừng trồng Thông mã vĩ ..................................................................... 18 1.4. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ............................................................................. 19 1.4.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................................... 19 1.4.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ....................................................................................... 23 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 25 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 25 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................................................ 25 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................................... 25 2.2. Nội dung ..................................................................................................................... 25 2.3.1. Kế thừa tài liệu .................................................................................................................................. 26 2.3.2. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn .................................................................................................... 26 2.3.2.2. Hình dạng và kích thước ô mẫu............................................................................ 26 2.3.2.3. Đo đếm tại ô tiêu chuẩn ........................................................................................ 27 2.3.3. Tính toán xử lý số liệu....................................................................................................................... 29 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................................... 32
iv 3.1. Hiện trạng và đặc điểm lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ ....................................... 32 3.1.1. Hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ................................................................................................... 32 3.1.2. Một số đặc trưng của lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ .................................................................. 33 3.2. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ ............................................................. 36 3.2.1. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1.......................................... 36 3.2.2. Sinh khối lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 .......................................... 37 3.3. Trữ lượng các bon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ......................... 38 3.3.1. Trữ lượng các bon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 .... 38 3.3.2. Trữ lượng các bon tích lũy trong lâm phần rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 .............................. 40 3.4. Lượng hóa năng lực hấp thụ CO2 và giá trị môi trường của rừng trồng Thông mã vĩ42 3.4.1. Lượng hóa năng lực hấp thụ CO2 và giá trị môi trường của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 ..... 42 3.4.2. Lượng hóa năng lực hấp thụ CO2 và giá trị môi trường của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 ..... 43 3.4.3. Ước lượng hấp thụ CO2 của rừng trồng Thông mã vĩ ....................................................................... 44 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 46 1.Kết luận........................................................................................................................... 46 2.Tồn tại ............................................................................................................................. 47 3.Kiến nghị ........................................................................................................................ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 48
v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT CDM : Cơ chế phát triển sạch D1.3 : Đường kính tại vị trí 1,3 m Hvn : Chiều cao vút ngọn IPCC : Ủy ban liên Chính phủ về biến đổi khí hậu OTC : Ô tiêu chuẩn UNFCCC : Công ước khung của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu
vi DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Hiện trạng rừng trồng Thông mã vĩ tại xã Thành Công .......................... 33 Bảng 3.2. Một số thông tin cơ bản của các ô tiêu chuẩn .......................................... 34 Bảng 3.3. Một số đặc điểm đặc trưng rừng trồng Thông mã vĩ ............................... 35 Bảng 3.4. Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 .......................................... 36 Bảng 3.5. Sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 .......................................... 37 Bảng 3.6. Các bon tích lũy trong rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1 ...................... 38 Bảng 3.7. Các bon tích lũy trong rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2 ...................... 40 Bảng 3.8. Lượng các bon tích lũy trung bình theo thời gian và năng lực hấp thu CO2 của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 1................................................ 42 Bảng 3.9. Lượng các bon tích lũy trung bình theo thời gian và năng lực hấp thu CO2 của rừng trồng Thông mã vĩ cấp tuổi 2................................................ 43 Bảng 3.10. Ước lượng hấp thu CO2e của rừng trồng Thông mã vĩ trên địa bàn xã Thành Công...................................................................................... 44
vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Hình dạng ô tiêu chuẩn .............................................................................27 Hình 3.1. Tỷ lệ các loại rừng và đất lâm nghiệp xã Thành Công .............................32 Hình 3.2. Tỷ lệ trữ lượng các bon trong các thành phần rừng trồng cấp tuổi 1 ........39 Hình 3.3. Tỷ lệ trữ lượng các bon trong các thành phần rừng trồng cấp tuổi 2 ........41
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Thế kỷ XXI, nhân loại chứng kiến sự phát triển như vũ bão của khoa học, kỹ thuật và công nghệ. Từ đó tạo cho con người có nhiều điều kiện để giải quyết các vấn đề về cuộc sống, quan hệ xã hội, trí tuệ, tìm hiểu khoa khọc tự nhiên.. Theo đó, cuộc sống của con người có nhiều tiến bộ đáng kể. Tuy nhiên, chính sự phát triển quá nóng như vậy, Chính phủ các nước hầu như chưa quan tâm đến sự phát triển bền vững, hài hoà giữa kinh tế với bảo đảm môi trường trên trái đất. Kết quả của việc phát triển kinh tế mà chưa quan tâm đến bảo vệ môi trường là sự gia tăng của nồng độ CO2 trong khí quyển. Các nhà nghiên cứu lo ngại rằng sự gia tăng các khí gây hiệu ứng nhà kính, đặc biệt là khí CO 2, chính là nhân tố gây nên những biến đổi bất ngờ và không lường trước của khí hậu. Trong khi đó rừng có vai trò điều tiết khí hậu, đặc biệt là khả năng hấp thụ khí thải CO2. Vì vậy, cần thiết phải phát triển và tạo ra những diện tích rừng đủ lớn để hấp thụ CO2, góp phần giảm hiệu ứng nhà kính trên tầng khí quyển bề mặt trái đất. Ngày nay, với nhận thức và trách nhiệm đối với sự tồn vong của nhân loại, Chính phủ nhiều nước đã có sự quan tâm, nghiên cứu và đi vào giải quyết mối quan hệ giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường sinh thái, phát triển bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên. Từ đó, xây dựng các công ước quốc tế, nghị định thư... để thống nhất các biện pháp bảo vệ môi trường, điều hoà khí hậu ở các quốc gia trên thế giới. Ở Việt Nam chúng ta, trong những năm cuối của thế kỷ XX, với hậu quả của cuộc chiến tranh kháng chiến chống Mỹ, sức ép về điều kiện kinh tế, sự gia tăng dân số, kiến thức về môi trường, năng lực quản lý... diện tích rừng ngày càng bị thu hẹp, nguồn tài nguyên rừng hầu như bị triệt phá hoàn toàn, giá trị kinh tế, vai trò điều hoà khí hậu, điều hoà sinh thái của rừng suy giảm
2 nghiêm trọng, thậm chí mất cân bằng sinh thái, giảm khả năng điều hoà nguồn nước bề mặt và nước ngầm, đã ảnh hưởng rất lớn tới khí hậu, tới đời sống người dân... Trong gần 20 năm trở lại đây, Đảng, Nhà nước ta đã có những chủ trương lớn nhằm phục hồi, phát triển nguồn tài nguyên rừng thông qua các chính sách liên quan đến rừng và các dự án, chương trình trồng rừng, khoanh nuôi, bảo vệ rừng cũng như những chính sách đối với người dân có cuộc sống gắn bó với rừng và nghề rừng như: Dự án 327, PAM, 661; các dự án trồng rừng kinh tế, các chương trình trồng rừng ở các địa phương; các hoạt động liên quan đến bảo tồn và phát triển rừng của các tổ chức phi chính phủ... Các hoạt động trên đã góp phần quan trọng vào việc tăng diện tích đất có rừng ở nước ta, cũng như từng bước đảm bảo cuộc sống người dân có cuộc sống gắn bó với rừng. Xã Thành Công huyện Nguyên Bình là xã đặc biệt khó khăn của huyện Nguyên Bình có trục đường giao thông tỉnh lộ 212 đi qua từ trung tâm huyện đến Thị trấn Nà Phặc, huyện Ngân Sơn tỉnh Bắc Cạn 70 km, định hướng trong tương lai là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá - xã hội của huyện Nguyên Bình: có vị trí địa lý, điều kiện thời tiết khí hậu, có vườn quốc gia Phia Oắc – Phia Đén thuận lợi quan trọng trong việc phát triển kinh tế - xã hội và phát triển du lịch của huyện Nguyên Bình và tỉnh Cao Bằng, xã Thành Công có 16 xóm với tổng diện tích tự nhiên là: 81576,33km2 trong đó diện tích rừng và đất lâm nghiệp là: 6.775,85ha (Theo Quyết định số:415/QĐ-UBND ngày 31/3/2015 của UBND tỉnh Cao Bằng về việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch 3 loại rừng tỉnh Cao Bằng đến 2020) tập trung ở 12 huyện và 1 thành phố trong đó xã Thành Công gồm có 16 xóm và khu bảo tồn thiên nhiên Phia Oắc – Phia Đén huyện Nguyên Bình 10.593,5ha: (Kế quả rà soát, điều chỉnh rừng phòng hộ của Huyện Nguyên Bình 34,143,7ha; Kế quả rà soát, điều chỉnh rừng sản xuất của Huyện Nguyên Bình 25,961,9ha. Phần lớn diện tích rừng hiện nay chủ yếu đã giao cho các hộ gia đình, cá nhân quản lý, chủ yếu là rừng phòng
3 hộ đầu nguồn và rừng sản xuất trồng cây thông, cây Trẩu, cây Trúc sào theo dự án 327 góp phần lớn trong tỷ lệ che phủ rừng của địa phương, ngoài ra còn góp phần phát triển kinh tế của người dân địa phương. Nhằm đi sâu nghiên cứu, đánh giá giá trị môi trường và khả năng tích luỹ các bon của rừng trồng Thông trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình hiện nay, dự báo khả năng hấp thụ CO2 của rừng Thông và các phương thức quản lý rừng để làm cơ sở khuyến khích, xây dựng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường, đây chính là những vấn đề còn thiếu nhiều nghiên cứu ở Việt Nam. Trên cơ sở đó, có những đề xuất, khuyến cáo người dân, cấp uỷ, chính quyền địa phương để có những định hướng, lựa chọn loại cây để đưa vào trồng rừng ở địa phương nhằm đáp ứng tốt nhất hiệu quả kinh tế và hiệu quả bảo vệ môi trường trong thời gian tới. Từ những điều kiện thực tiễn và nhu cầu khoa học trên đây cùng với sự nhất trí của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng” 2. Mục tiêu a. Mục tiêu tổng quát Xác định được khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình. b. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được hiện trạng và một số đặc điểm đặc trưng của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình. - Đánh giá được lượng sinh khối của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình. - Đánh giá được lượng các bon tích lũy trong rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình.
4 - Lượng hóa được năng lực hấp thu CO2 của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) trên địa bàn xã Thành Công, huyện Nguyên Bình. - Bước đầu lượng hóa được giá trị môi trường của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana) tại khu vực nghiên cứu. 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghiã thực tiễn của đề tài - Về mặt khoa học: Bổ sung các dẫn chứng khoa học cho các nhà quản lý đánh giá một cách tổng quát về các chỉ tiêu quản lý, bảo vệ và phát triển rừng. - Về mặt thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cho địa phương tham khảo hoạch định các chính sách quản lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng.
5 Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Nghiên cứu về sinh khối và năng suất rừng Trên thế giới Sinh khối và năng suất rừng là những vấn đề đã được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Từ những năm 1840 trở về trước, đã có những công trình nghiên cứu về lĩnh vực sinh lý thực vật, đặc biệt là vai trò hoạt động của diệp lục trong quá trình quang hợp để tạo nên các sản phẩm hữu cơ dưới tác động của các nhân tố tự nhiên như: Đất, nước, không khí, và năng lượng ánh sáng mặt trời. Sang thế kỷ XIX nhờ áp dụng các thành tựu khoa học như hóa phân tích, hóa thực vật và đặc biệt là vận dụng nguyên lý tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên, các nhà khoa học đã thu được những thành tựu đáng kể. Tiêu biểu cho lĩnh vực này có thể kể tới một số tác giả sau: Liebig (1840) lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động của thực vật tới không khí và phát triển thành định luật tối thiểu, sau đó Mitscherlich (1954) đã phát triển luật tối thiểu của Liebig thành luật "năng suất". Lieth (1964) đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồ năng suất, đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế “IBP” (1964) và chương trình sinh quyển con người “MAB” (1971) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan, rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh. Duyiho cho biết hệ sinh thái rừng nhiệt đới năng suất chất khô thuần từ 10 - 50 tấn/ha/năm, trung bình là 20 tấn/ha/năm, sinh khối chất khô từ 60 - 800 tấn/ha/năm, trung bình là 450 tấn/ha/năm (Dẫn theo Lê Hồng Phúc, 1996). Dajoz (1971) đưa ra năng suất của một số hệ sinh thái rừng như sau: + Mía ở Châu Phi: 76 tấn/ha/năm. + Rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi: 20 tấn/ha/năm. + Đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức): 10,5 - 15,5 tấn/ha/năm (dẫn theo Lê Hồng Phúc, 1996).
6 Theo Rodel (2002), 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%. Canell (1982) đã cho ra đời cuốn sách “Sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng thế giới", cho đến nay nó vẫn là tác phẩm quy mô nhất. Tác phẩm đã tổng hợp 600 công trình nghiên cứu được toám tắt 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. Trong những năm gần đây các phương pháp nghiên cứu định lượng, xây dựng các mô hình dự báo sinh khối cây rừng đã được áp dụng thông qua các mối quan hệ giữa sinh khối cây với các nhân tố điều tra cơ bản, dễ đo đếm như đường kính ngang ngực, chiều cao cây, giúp cho việc dự đoán sinh khối được nhanh và kinh tế hơn. Sinh khối rừng trên các vùng sinh thái khác nhau được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, để xác định đầy đủ sinh khối rừng không đơn giản, 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. Các thành phần tạo nên sinh khối rừng trồng trên mặt đất bao gồm bộ phận tầng cây gỗ, cây bụi thảm tươi và tầng thảm mục. Do đặc điểm hình thái và dạng tồn tại của mỗi bộ phận này là khác nhau nên các phương pháp nghiên cứu xác định các bộ phận này cũng khác nhau. Có nhiều phương pháp để xác định sinh khối tầng cây gỗ. Các phương pháp có thể tiến hành đo đếm trực tiếp tại lâm phần, sử dụng tỷ trọng gỗ để quy đổi ra sinh khối; cân tươi ngay tại rừng để lấy sinh khối tươi, sau đó lấy mẫu đem về sấy ở phòng thí nghiệm và quy đổi ra sinh khối khô toàn lâm phần; sử dụng các loại biểu thể tích, biểu sinh khối đã được lập sẵn cho từng loài,... Từng phương pháp cụ thể sẽ được trình bày ở dưới đây:
7 (1) - Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối rừng Theo phương pháp này tổng lượng sinh khối của rừng trồng trên mặt đất được tính bằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khối tương ứng (thông thường là trọng lượng của sinh khối trên mặt đất/ha). Mật độ sinh khối của rừng phụ thuộc chủ yếu vào tổ thành loài cây, độ phì của đất và tuổi rừng. Gifford (2000) đã tính được mật độ sinh khối cho rừng trồng ở Australia là 244 tấn/ha. Do sai số của phương pháp này tương đối lớn nên thường chỉ được dùng khi ước lượng sinh khối rừng nhanh trên phạm vi quốc gia. (2) - Phương pháp dựa trên điều tra rừng thông thường Sử dụng phương pháp đo đếm trực tiếp truyền thống được sử dụng phổ biến trong điều tra rừng. Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém do phải đo đếm trên một số lượng OTC đủ lớn thì mới đảm bảo độ chính xác. (3) - Phương pháp dựa trên điều tra thể tích Phương pháp này dựa vào hệ số chuyển đổi để tính tổng lượng sinh khối trên mặt đất dựa trên thể tích thân cây. Phương pháp này bao gồm các bước cụ thể như sau: - Tính thể tích thân cây gỗ từ số liệu điều tra. - Chuyển đổi từ thể tích thân cây gỗ thành sinh khối bằng cách nhân với tỷ trọng gỗ. - Tính tổng số sinh khối trên mặt đất bằng cách nhân với hệ số chuyển đổi sinh khối (tỷ lệ giữa tổng sinh khối với sinh khối thân). Hệ số chuyển đổi là “Tỷ số giữa tổng sinh khối trên mặt đất với sinh khối gỗ có giá trị thương mại”, như vậy định nghĩa này bao gồm cả thành phần không phải gỗ như lá. Hệ số này có giá trị từ 1,4 - 5,4 tuỳ thuộc vào cấp năng suất của rừng và phương pháp tính toán, đối với rừng trồng ở giai đoạn còn non thậm chí hệ số này có thể cao hơn. Kết quả nghiên cứu cho rừng Bạch đàn, Thông ở Australia và một số nước khác cho thấy hệ số chuyển đổi có quan hệ
8 khá chặt chẽ với đường kính, chiều cao, tiết diện ngang, tuổi và tổng lượng carbon trên mặt đất của lâm phần. Từ quan hệ xây dựng được này có thể tính được hệ số chuyển đổi của một lâm phần rừng trồng nào đó, từ đó có thể tính được tổng sinh khối từ sinh khối thân cây của lâm phần. Tuy nhiên, theo IPCC cho rằng phương pháp này có sai số lớn nếu sử dụng hệ số mặc định cho tất cả các loại rừng, do đó cần phải có nghiên cứu cho từng địa phương, từng loài cây. (4) - Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần Theo phương pháp này sinh khối rừng được xác định từ phương trình đường thẳng để dự đoán sinh khối từ các phép đo đếm cây cá thể đơn giản. Y= bo + biXi Từ đó sinh khối lâm phần được tính theo công thức:  Y = N.bo + bi.  X i Hoặc một số phương trình dạng đơn giản khác như: Ln(Y) = bo + biln(Xi) Trong đó: Y là sinh khối, Xi có được từ phép đo đơn giản (ví dụ như tổng tiết diện ngang), N là số cây trong lâm phần, b 0 và bi là hệ số của phương trình. Khi các phương trình tương quan phi tuyến cho các biến lâm phần được sử dụng không cần sử dụng phương trình đơn giản trên để tính tổng sinh khối rừng. Tuy nhiên, một cách tốt nhất là kết hợp được kết quả từ những ước lượng độc lập về sinh khối lâm phần để từ đó xây dựng phương trình dựa trên lâm phần. Hạn chế của phương pháp này là yêu cầu phải thu thập một lượng nhất định số liệu các biến của lâm phần để có thể xây dựng được phương trình. Tổng tiết diện ngang, mật độ là những nhân tố dễ đo đếm chính xác nhất, tuổi rừng có thể xác định thông qua lịch sử rừng trồng. Các biến khí hậu cũng có thể được sử dụng để xây dựng các phương trình tương quan cho lâm phần nhưng thường rất khó khăn để thu thập các số liệu này.
9 Một dạng các nhân tố ước lượng sinh khối khác là nhân tố điều tra lâm phần được ước lượng bằng công nghệ viễn thám hoặc đầu ra của mô hình. Trong một số trường hợp một biến, ví dụ như chiều cao lâm phần có thể được đo đếm trực tiếp trên hiện trường hoặc ước lượng bằng công nghệ viễn thám, từ chiều cao này thông qua phương trình đã xây dựng sẽ xác định được sinh khối lâm phần. Ngoài ra, còn có phương pháp đo đếm phi truyền thống như ước lượng sinh khối lâm phần trực tiếp bằng các thiết bị hàng không, vệ tinh. Những phương pháp này có độ tin cậy thấp hơn phương pháp đo đếm trực tiếp nhưng lại có chi phí rẻ hơn. Tuy nhiên, chi phí để thiết lập hệ thống lại rất đắt. (5) - Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ Hầu hết các nghiên cứu về sinh khối từ trước tới nay là dựa vào cây cá thể, trong đó sinh khối cây được xác định từ mối quan hệ của nó với các nhân tố điều tra khác của cây cá thể như chiều cao, đường kính ngang ngực, tiết diện ngang, thể tích,… hoặc tổ hợp các nhân tố này của cây. Y (sinh khối) = f (nhân tố điều tra cây cá thể) Tuy nhiên, độ chính xác của phương pháp này không được đánh giá cao do việc lựa chọn cây cá lẻ có mức độ đại diện còn thấp và số lượng cây còn ít. (6) - Phương pháp dựa trên vật liệu khai thác Lượng carbon mất đi từ rừng sau khai thác được tính theo công thức: Y = H.D Trong đó: Y là tổng sinh khối mất đi do khai thác rừng trồng. H là tổng thể tích gỗ mất đi. D là tỷ trọng gỗ rừng trồng. Phương pháp này thường được sử dụng để tính lượng sinh khối bị mất sau khai thác. (7) - Phương pháp dùng biểu Biomass Phương pháp này cho độ chính xác cao do việc đo tính khối lượng khô các bộ phận rừng (thân, cành, vỏ, lá, gốc, rễ, vật liệu rơi rụng,…).
10 (8)- Phương pháp dùng biểu sản lượng 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 tỷ trọng 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 khô biomass. Phương pháp này đã được JIFPRO sử dụng tại Inđônêxia. (9) - Phương pháp dựa vào mô hình sinh trưởng Có ba dạng mô hình sinh trưởng chính, đó là: - Mô hình thực nghiệm, thống kê. - Mô hình động thái. - Mô hình tổng hợp. Phương pháp này đã được Viện Nghiên cứu Lâm nghiệp Châu Âu xây dựng thành mô hình CO2Fix và đã áp dụng cho nhiều nước trên thế giới, có thể áp dụng cho các nước đang phát triển như nước ta trong khi chưa có điều kiện thu thập số liệu trên các ô thí nghiệm, ô định vị lâu năm. Đây là mô hình miễn phí, có thể tải phần mềm và hướng dẫn sử dụng trang web: http//w.w.w.2.efi.fi.projects/ casfor/ (10) - Phương pháp điều tra sinh khối bằng cách đo trực tiếp quá trình sinh lý điều khiển cân bằng carbon trong hệ sinh thái rừng Cách này bao gồm việc đo cường độ quang hợp và hô hấp cho từng thành phần trong hệ sinh thái rừng (lá, cành, thân, rễ) sau đó ngoại suy ra lượng CO2 tích luỹ trong toàn bộ hệ sinh thái. Các nhà sinh thái rừng thường sử dụng phương pháp này để dự tính tổng sản lượng nguyên, hô hấp của hệ sinh thái và sinh khối của nhiều dạng rừng trồng hỗn giao ở Bắc Mỹ (Botkin và Simpson, 1990). Ngoài các phương pháp đã được nêu ở trên thì phương pháp “điều tra sinh khối dựa trên sinh khối cây tiêu chuẩn” cũng được sử dụng khá phổ biến trong xác định sinh khối rừng ở trên thế giới, tùy vào điều kiện cụ thể mà lựa chọn phương pháp sao cho phù hợp.
11 Ở Việt Nam Nghiên cứu về sinh khối rừng ở nước ta tiến hành muộn nhưng cũng đã có một số công trình nghiên cứu sau: Hoàng Mạnh Trí (1986) thực hiện 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 rừng ngập mặn ven biển Minh Hải. Hà Văn Tuế (1994) cũng dùng phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu năng suất, sinh khối một số rừng trồng nguyên liệu giấy tại Vĩnh Phúc. Lê Hồng Phúc (1996) đã có công trình nghiên cứu về sinh khối hoàn chỉnh, đây được xem là tác phẩm mang tính chất đi đầu trong lĩnh vực nghiên cứu sinh khối ở nước ta. Với đối tượng nghiên cứu là Thông ba lá tại Đà Lạt. Sau khi nghiên cứu, tác giả đã lập được một số phương trình tương quan giữa sinh khối của các bộ phận của cây rừng với đường kính D1.3. Vũ Văn Thông (1997) với luận văn Thạc sĩ của mình đã xác lập được mối quan hệ giữa sinh khối của các bộ phận với đường kính D1.3 cho loài Keo lá tràm. Đặng Trung Tấn (1999) cũng đã nghiên cứu về “Sinh khối rừng Đước” và đã nhận định tổng sinh khối khô rừng Đước ở Cà Mau là 327 m3/ha và tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm là 9.500 kg/ha. Nguyễn Ngọc Lung (2004) đã có công trình nghiên cứu về sinh khối rừng Thông ba lá để tính toán thử khả năng cố định CO2 mà cây rừng hấp thụ. Từ việc nghiên cứu này tác giả đã xác định được một số hàm tương quan mang tích chất định lượng sinh khối. Nguyễn Văn Dũng (2005) đã đưa ra nhận định rừng trồng Thông mã vĩ thuần loài 20 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và vật rơi rụng) là 321,7 - 495,4 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô là 173,4 - 266,2 tấn. Rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và vật rơi rụng) là 251,1 - 433,7 tấn/ha, tương đương lượng sinh khối khô là 132 - 223 tấn/ha.