Tạp chí NN&PTNT số 19/2007, Trang 50-58
Kết quả nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon rừng mỡ trồng
thuần loi tại vùng trung tâm bắc bộ, việt nam
TS. Võ Đại Hải
Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

Tóm tắt: Nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon là một trong những nội dung nghiên cứu quan trọng nhằm định lợng
giá trị môi trờng của rừng, phục vụ cho việc xây dựng cơ chế chi trả các dịch vụ môi trờng của rừng. Nghiên cứu
này đợc thực hiện tại 2 tỉnh Tuyên Quang và Phú Thọ cho đối tợng nghiên cứu là rừng trồng Mỡ thuần loài - một
trong những loài cây trồng rừng chủ yếu ở nớc ta. Kết quả nghiên cứu đã xác định đợc cấu trúc và lợng carbon
hấp thụ trong cây Mỡ, cây bụi thảm tơi, vật rơi rụng và trong đất rừng, từ đó đã xác định đợc tổng lợng carbon
hấp thụ trong lâm phần Mỡ trồng trên các cấp đất và cấp tuổi khác nhau. Kết quả nghiên cứu cũng đã xây dựng đợc
mối quan hệ giữa lợng carbon hấp thụ với các nhân tố điều tra dễ xác định nh D
1,3
, Hvn, tuổi và mật độ làm cơ sở
cho việc xác định nhanh và dự báo lợng carbon tích lũy ở rừng trồng Mỡ tại vùng Trung Tâm Bắc Bộ nớc ta.
Từ khoá: Mỡ (Manglietia conifera Dandy); Hấp thụ Carbon, Cấp đất.

Summary: Research on carbon sequestration is one of important research activities aiming at
quantifying environmental value of the forests, serving as a basis for formulation of
environmental service payment mechanism. The research has conducted in Tuyen Quang and Phu
Tho provinces focusing on pure plantation of Manglietia conifera Dandy - one of major planting
tree species in Vietnam. Structure and amount of carbon sequestration in trees, ground vegetation
cover, litter and soil were identified. Based upon that total amount of carbon sequestration of the
Manglietia conifera forest on different site and age classes were also calculated. Relation between
carbon sequestration amount and D
1.3
, total height, age and density has been established in order
to forecast carbon sequestation capability of Manglietia conifera forest in Central region of North
Vietnam.
I. Đặt vấn đề

a. Phơng pháp thu thập số liệu ngoài hiện trờng: Lập 48 ô tiêu chuẩn (ÔTC) diện tích 1.000
m
2
(25m x 40m) cho 4 cấp đất rừng Mỡ trồng thuần loài tại Tuyên Quang và Phú Thọ, mỗi cấp
đất lập 12 ÔTC. Trên mỗi ÔTC, lập 5 ô thứ cấp (4 ô ở 4 góc và 1 ô ở giữa ÔTC) diện tích 25 m
2

(5mx5 m) để điều tra cây bụi, thảm tơi; tổng số ô thứ cấp là 240 ô. ở trung tâm mỗi ô thứ cấp,
lập 1 ô dạng bản diện tích 1m
2
(1mx1m) để điều tra vật rơi rụng, số ô dạng bản là 240 ô.
Thu thập mẫu cây cá thể Mỡ: Trên mỗi ÔTC, tiến hành đo đếm toàn diện các chỉ tiêu sinh
trởng D
1,3
, Hvn, Dtán từ đó chọn ra cây tiêu chuẩn. Tiến hành chặt hạ cây tiêu chuẩn và phân
thành các bộ phận: lá, cành, thân, đào và lấy toàn bộ rễ có đờng kính lớn hơn 2 mm. Mỗi bộ
phận đợc cân tơi ngay tại rừng rồi lấy mẫu đem về phân tích trong phòng thí nghiệm.
Thu thập mẫu cây bụi thảm tơi: Tại mỗi ô thứ cấp, tiến hành chặt và đào lẫy rễ của toàn
bộ cây bụi thảm tơi rồi phân chia thành các bộ phận thân, cành, lá, rễ. Cân tơi các bộ phận ngay
tại hiện trờng rồi lấy mẫu đem về phân tích trong phòng thí nghiệm.
Thu thập mẫu vật rơi rụng: Tại mỗi ô dạng bản, thu gom toàn bộ vật rơi rụng, cân tại chỗ
khối lợng tơi sau đó tính trung bình cho 1 m
2
. Trộn đều vật rơi rụng, lẫy mỗi ÔTC 1 mẫu đem
về phân tích trong phòng thí nghiệm.
Thu thập mẫu đất: Tại mỗi ÔTC lấy 3 mẫu đất tổng hợp từ các điểm ngẫu nhiên ở các độ
sâu lấy mẫu đất là 0-10 cm, 10-20 cm và 20-30 cm. Xác định dung trọng đất ở 3 độ sâu tơng
ứng. Mỗi mẫu lấy từ 1,5-2,0 kg đem phân tích hàm lợng carbon trong phòng thí nghiệm.
b. Phơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
Đối với các bộ phận của cây và mẫu vật rơi rụng: Mẫu thu về đợc sấy khô đến nhiệt độ

Kg % Kg % Kg % Kg % Kg %
1 6 6,04 62 1,01 10 0,46 5 2,22 23 9,73 100
1 8 7,85 68 0,98 9 0,59 5 2,12 18 11,54 100
6 10 14,23 71 1,11 5 1,10 5 3,51 18 19,96 100
2 12 22,09 73 1,45 5 0,89 3 5,92 19 30,34 100
I
2 16 60,94 78 3,77 5 0,93 1 13,24 17 78,87 100
3 8 5,17 54 1,04 11 0,50 5 2,85 30 9,56 100
2 10 13,91 76 0,93 5 0,77 4 2,77 15 18,37 100
6 12 20,32 73 1,50 6 1,33 5 4,33 16 27,48 100
II
1 14 27,26 80 0,97 3 1,01 3 4,95 14 34,19 100
2 8 5,92 68 0,66 8 0,40 5 1,66 19 8,64 100
1 10 12,44 69 0,77 4 0,75 4 3,96 22 17,93 100
6 12 15,52 70 1,42 6 1,36 6 3,97 18 22,28 100
III
3 14 24,59 77 1,12 4 1,43 4 4,86 15 32,00 100
1 10 6,51 61 0,84 8 0,41 4 2,85 27 10,61 100
1 14 14,70 72 1,73 8 0,68 3 3,34 16 20,45 100
6 16 15,78 71 1,83 8 1,12 5 3,51 16 22,24 100
IV
4 18 17,78 67 2,36 9 1,30 5 4,86 18 26,31 100
Qua bảng 1 cho thấy:
Về lợng carbon tích lũy trong cây cá thể:
Trong cùng một cấp đất, khi tuổi cây cá lẻ tăng lên thì lợng carbon hấp thụ trong cây
cũng tăng theo và ngợc lại, ví dụ ở cấp đất II, ở cấp tuổi 8 lợng carbon tích luỹ trong thân cây
cá lẻ là 9,56 kg, sang đến tuổi 10 con số này là 18,37 kg, đến tuổi 12 là 27,48 kg và tuổi 14 là
34,19 kg, điều này phản ánh quá trình tích luỹ carbon của cây rừng theo thời gian, cây tuổi càng
cao thì lợng carbon tích luỹ trong thân càng lớn (biểu đồ 1).
Trong một cấp tuổi, lợng carbon tích luỹ trong cây cá thể có xu hớng giảm dần theo cấp

cá thể theo cp t cp tui 10
0
5
10
15
20
Carbon
(Kg)

1 2 3 4
C
p

t
Biu 1: Lợng carbon hấp thụ cây cá
thể theo cp tui cp t II
Về cấu trúc carbon tích lũy trong cây cá thể:
Cấu trúc carbon cây cá thể Mỡ gồm 4 phần, carbon trong thân cây, cành cây, lá cây và rễ cây.
Trong đó carbon chủ yếu tập trung vào thân cây (54 - 80%), rễ cây (14 - 30%), cành cây (3 -
11%) và thấp nhất là ở trong lá cây (1 - 6%). Cấu trúc carbon trong cây cá thể Mỡ nếu tính trung
bình cho cả 48 ÔTC nghiên cứu thì sẽ là: thân 70%, cành 7%, lá 4% và rễ 19%.
Trong từng cấp đất, cùng với sự tăng lên của tuổi thì tỷ lệ % carbon của thân cây tăng lên
trong khi tỷ lệ này của cành, lá, rễ đều giảm xuống. Ví dụ ở cấp đất I: ở cấp tuổi 6 tỷ trọng carbon của
thân chiếm 62%, rễ là 23%, cành là 10% và cuối cùng là lá 5% (biểu đồ 4.8); còn ở cấp tuổi 16 tỷ
trọng của thân là 78%, rễ là 17%, cành là 5% và lá là 1% (biểu đồ 3)
2
là lợng carbon trên mặt đất (tổng lợng carbon tích luỹ trong thân, cành và lá cây).
Phơng trình trên có hệ số tơng quan R = 0,89 với sai tiêu chuẩn thấp (S = 1,0852)
chứng tỏ rằng carbon dới mặt đất có mối quan hệ chặt chẽ với carbon trên mặt đất cây cá thể
Mỡ. Kết quả kiểm tra sự tồn tại của R
2
và hệ số hồi quy đều cho Sig.F và Sig.Ta
1
nhỏ thua
0,05 chứng tỏ hệ số xác định R
2
và các hệ số của phơng trình đều tồn tại. Vậy có thể sử dụng
các phơng trình này để biểu diễn mối quan hệ giữa carbon trên mặt đất với carbon dới mặt
đất cây cá thể Mỡ.
c. Mối quan hệ giữa lợng carbon hấp thụ trong cây cá lẻ với các nhân tố điều tra lâm phần
Nghiên cứu đã sử dụng phần mềm SPSS 13.0 để thăm dò các dạng phơng trình tuyến tính và
phi tuyến nhằm xây dựng mối quan hệ giữa lợng carbon tích luỹ trong cây cá thể với các nhân tố
điều tra lâm phần. Kết quả đã chọn đợc các phơng trình tơng quan thích hợp nhất đợc trình bày ở
bảng 2.
Bảng 2: Kết quả phân tích mối quan hệ lợng carbon hấp thụ trong cây cá thể Mỡ theo cấp
đất với các nhân tố điều tra lâm phần
Cấp
đất
Bộ
phận
Phơng trình lập đợc R S
Thân lnC
th
= -4,8013 + 3,1457.lnD
1.3

c
= -0,7511 + 2,4484.lnD
1.3
- 2,0752.lnH
vn
0,81 0,208
Lá lnC
l
= -3,8904 + 1,5777.lnD
1.3
0,68 0,420
Rễ C
r
= 8,6370 + 0.0091.D
1.3
2
.H
vn
0,85 4,976
II
Tổng lnC
Z
= -1,4663 + 1,8780.lnD
1.3
0,91 0,215
Thân lnC
th
= -2,4113 + 2,1531.lnD
1.3
0,94 0,174

= -7,2126 + 3,2952.lnD
1.3
0,82 0,194
Lá lnC
l
= -9,0738 + 3,8265.lnD
1.3
0,72 0,314
Rễ lnC
r
= -0,7496 + 0,1939.D
1.3
0,71 0,164
IV
Tổng lnC
Z
= -3,6616 + 2,8437.lnD
1.3
0,88 0,134
Thân lnC
th
= -3,4782 + 2,5953.lnD
1.3
0,92 0,215
Cành C
c
= -0,7449 + 0,2012.D
1.3
0,57 0,629
Lá lnC


lnC = a
0
+ a
1
.lnD
1.3
;
lnC = a
0
+ a
1
.lnD
1.3
+ a
2
.lnH
vn
hoặc C = a
0
+ a
1
.D
1.3
2
.H
vn
với C là lợng carbon tích luỹ; a
0
, a

từng bộ phận của cây cũng khác nhau nên việc áp dụng cùng một chỉ số với tất cả các loài cây
và cho các bộ phận khác nhau trên cây sẽ không cho độ chính xác cao. Để nâng cao độ chính
xác, đã tiến hành nghiên cứu đã xây dựng mối quan hệ giữa sinh khối khô với lợng carbon
hấp thụ trong cây cá lẻ Mỡ thông qua số liệu của 48 cây tiêu chuẩn thu thập đợc. Kết quả cụ
thể đợc trình bày ở bảng 3
Bảng 3. Kết quả phân tích mối quan hệ giữa lợng carbon tích luỹ với sinh khối khô cây cá
thể Mỡ
Cấp
đất
Bộ
phận
Phơng trình tơng quan R S Sig.F
Sig.
Ta
1
Thân lnC
th
= -0,5832 + 0,9985.lnP
thk
0,99 0,0186 0,000 0,000
Cành lnC
c
= -0,5950 + 0,9931.lnP
ck
0,99 0,0231 0,000 0,000
Lá lnC
l
= -0,6862 + 1,0311.lnP
lk
0,99 0,0335 0,000 0,000

0,99 0,0388 0,000 0,000
II
Tổng lnC
Z
= -0,5783 + 0,9939.lnP
Zk
0,99 0,0219 0,000 0,000
Thân lnC
th
= -0,6807 + 1,0206.lnP
thk
0,99 0,0392 0,000 0,000
Cành lnC
c
= -0,6224 + 1,0305.lnP
ck
0,99 0,0234 0,000 0,000
Lá lnC
l
= -0,6807 + 1,0206.lnP
lk
0,99 0,0392 0,000 0,000
Rễ lnC
r
= -0,5219 + 0,9583.lnP
rk
0,99 0,0251 0,000 0,000
III
Tổng lnC
Z

Thân lnC
th
= -0,5740 + 0,9969.lnP
thk
0,99 0,0177 0,000 0,000
Cành lnC
c
= -0,6024 + 0,9989.lnP
ck
0,99 0,0229 0,000 0,000
Lá lnC
l
= -0,6794 + 1,0089.lnP
lk
0,99 0,0380 0,000 0,000
Rễ lnC
r
= -0,5618 + 0,9761.lnP
rk
0,99 0,0385 0,000 0,000
Chung
cho các
cấp đất
Tổng lnC
Z
= -0,5842 + 0,9969.lnP
Zk
0,99 0,0166 0,000 0,000
Kết quả nghiên cứu cho thấy giữa lợng carbon hấp thụ và sinh khối khô cây cá thể
Mỡ thực sự tồn tại mối quan hệ rất chặt chẽ ở dạng phơng trình lnC = a

Cấp
đất
Số ÔTC Tuổi
Carbon cây bụi,
thảm tơi (kg/ha)
1 6 1.568 3 8 896
1 8 1.001 2 10 1.006
6 10 1.171 6 12 1.156
2 12 323
I
2 16 999
II
1 14 128
2 8 1.284 1 10 794
1 10 1.389 1 14 132
III
6 12 1.341
IV
6 16 419
3 14 764

4 18 1.531
Kết quả bảng 4 cho thấy: Tổng lợng carbon tích luỹ trong cây bụi, thảm tơi trên 1 ha rừng
trồng Mỡ dao động khá lớn từ 128 - 1.568 kg/ha và phụ thuộc rất lớn vào đặc điểm đất đai, độ tàn che
của tầng cây cao và các biện pháp tác động vào rừng, Lợng carbon tích luỹ trong cây bụi thảm tơi
theo các cấp đất nh sau: Cấp đất I từ 323 - 1.568 kg/ha, trung bình đạt 1.012 kg/ha; cấp đất II 128 -
1.156 kg/ha, trung bình đạt 797 kg/ha; cấp đất III từ 764 - 1.389 kg/ha, trung bình đạt 1.195 kg/ha;
cấp đất Iv từ 132 - 1.531 kg/ha, trung bình đạt 719 kg/ha.
Mối quan hệ giữa lợng carbon tích luỹ với sinh khối khô cây bụi thảm tơi (kết quả
nghiên cứu xem bảng 5)

cb
= -0,6022 + 0,9975.lnP
cbk
0,99 0,1414 0,000 0,000
Số liệu bảng 5 cho thấy: giữa lợng carbon tích luỹ với sinh khối khô cây bụi thảm tơi
thực sự tồn tại mối quan hệ rất chặt chẽ với nhau (R > 0,9) ở dạng phơng trình lnY = a
0
+ a
1
.lnX
với các sai tiêu chuẩn rất thấp (S = 0,0706 - 0,2474). Kết quả kiểm tra cho thấy hệ số xác định và
các hệ số hồi quy của các phơng trình đều tồn tại (Sig.F = 0,000; Sig.Ta
1
= 0,000). Từ kết quả
này, ngời ta có thể xác định lợng carbon tích lũy trong cây bụi thảm tơi dới tán rừng trồng
Mỡ thông qua sinh khối khô của chúng trên từng cấp đất bằng các phơng trình trên.
b. Nghiên cứu lợng carbon tích lũy trong vật rơi rụng dới tán rừng trồng Mỡ
Lợng carbon tích lũy trong vật rơi rụng
Bảng 6: Lợng carbon tích lũy trong vật rơi rụng
Lá VRR và thành
phần khác
Cành VRR Tổng
Cấp
đất
Tuổi
Kg % Kg % Kg %
6 804 19 3.533 81 4.337 100
8 2.569 85 442 15 3.012 100
I
10 919 49 847 51 1.766 100

Cấp đất Bộ phận Phơng trình tợng quan R S
Lá +TP khác lnC
lrr
= -0,8359 + 1,0161.lnP
lrrk
0,99 0,0350
I
Cành lnC
crr
= -0,8423 + 1,0317.lnP
crrk
0,99 0,0364
Lá +TP khác lnC
lrr
= -1,0892 + 1,0516.lnP
lrrk
0,99 0,0417
Lá +TP khác lnC
lrr
= -1,0892 + 1,0516.lnP
lrrk
0,99 0,0417
II
Cành lnC
crr
= -1,0018 + 1,0462.lnP
crrk
0,99 0,1542
Lá +TP khác lnC
lrr

crrk
0,99 0,0806
Kết quả bảng 7 cho thấy, cũng giống nh cây cá thể và cây bụi thảm tơi, giữa carbon với
sinh khối khô vật rơi rụng thực sự tồn tại mối quan hệ với nhau ở dạng phơng trình tuyến tính 1
lớp lnY = a
0
+ a
1
.lnX. Các mối quan hệ này đều ở mức rất chặt chẽ (R = 0,99) với các sai tiêu
chuẩn rất thấp (S = 0,0350 - 0,1542), hệ số xác định và các hệ số hồi quy của các phơng trình
đều tồn tại (Sig.F = 0,000; Sig.Ta
1
= 0,000). Từ kết quả này, chúng ta cũng có thể xác định lợng
carbon tích lũy trong vật rơi rụng của rừng trồng Mỡ qua sinh khối khô trên từng cấp đất.
3. Nghiên cứu lợng carbon tích lũy trong đất dới tán rừng trồng Mỡ (Kết quả xem bảng 8)
Bảng 8: Carbon trong đất rừng theo cấp đất và tuổi
Cấp
đất
Số
OTC
Tuổi
C%
trong đất
Hàm
lợng C
kg/ha
Cấp
đất
Số ÔTC Tuổi
C%

thấp nhất ở cấp tuổi 10; cấp đất IV từ 31.000 - 36.883 kg/ha, trung bình đạt 33.421 kg/ha, đạt cao
nhất ở cấp tuổi 16 và thấp nhất ở cấp tuổi 14 và biến động không lớn giữa các cấp tuổi.
4. Nghiên cứu tổng lợng carbon tích lũy của rừng Mỡ
a. Cấu trúc tổng lợng carbon tích lũy lâm phần rừng trồng Mỡ
Tổng lợng carbon tích lũy trong lâm phần Mỡ gồm carbon trong tầng cây gỗ, carbon trong
cây bụi thảm tơi, carbon trong vật rơi rụng và carbon trong đất rừng (Kết quả tính toán xem bảng 9)
Bảng 9. Tổng lợng carbon tích luỹ trong lâm phần
Tổng hàm lợng carbon trong lâm phần
Tổng
Cấp
đất
Số
OTC
Cấp
tuổi
Mật
độ
C/ha
Tầng
cây gỗ
(%)
Cây bụi
thảm tơi
(%)
Vật rơi
rụng
(%)
Đất
rừng
(%)

Trong cùng một cấp tuổi, tổng carbon toàn lâm phần ở các cấp đất khác nhau rất khác nhau. Cấp
đất I: Tổng carbon lâm phần dao động từ 48.086 - 145.041 kg/ha ứng với cấp tuổi từ 6 đến 16. Cấp
đất II: Tổng carbon lâm phần dao động từ 58.395 - 74.175 kg/ha ứng với các cấp tuổi từ 8 đến 14.
Cấp đất III: Tổng carbon lâm phần dao động từ 40.933 - 73.553 kg/ha ứng với cấp tuổi từ 8 - 14. Cấp
đất IV: Tổng carbon lâm phần dao động từ 49.642 - 68.325 kg/ha ứng với cấp tuổi từ 10 -18. Có thể
lý giải nguyên nhân của hiện tợng này là do carbon toàn lâm phần phụ thuộc rất lớn vào carbon
trong đất và carbon trong tầng cây gỗ, trong khi lợng carbon trong đất và mật độ tầng cây gỗ lại
thay đổi tuỳ thuộc vào tác động của con ngời, đặc điểm đất đai, địa hình, nguồn gốc đất trớc khi
trồng rừng, điều kiện khí hậu, khả năng phân huỷ khả năng phân hủy chất hữu cơ của các vi sinh vật
đất,
b. Mối quan hệ tổng carbon toàn lâm phần với các nhân tố điều tra
Kết quả phân tích mối quan hệ giữa tổng carbon tích luỹ toàn lâm phần với các nhân tố
điều tra lâm phần dễ xác định nh D
1.3
; H
vn
; tuổi và mật độ đợc thể hiện ở bảng 10.
Bảng 10: Kết quả phân tích mối quan hệ giữa carbon toàn lâm phần
với các nhân tố điều tra
Cấp
đất
Phơng trình tơng quan R S Sig.F
Sig.
Ta
1
Sig.
Ta
2
lnP
Zclp

Chung
cho các
lnP
Zclp
= 6,5021 + 0,7264.lnH
vn
+ 0,4092.lnN 0,75 0,2108 0,000 0,000 0,000
cấp đất
lnP
Zclp
= 7,9041 + 0,3837.lnN + 0,0428.A 0,62 0,2502 0,000 0,000 0,001
Kết quả ở bảng 10 cho thấy, giữa tổng carbon toàn lâm phần với các nhân tố điều tra dễ
xác định nh D
1.3
; H
vn
; mật độ và tuổi có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Các mối quan hệ này đã
số đều ở mức tơng đối chặt đến chặt với các sai tiêu chuẩn thấp. Các phơng trình đều tồn tại vì
có Sig.F và Sig.T nhỏ thua 0,05. Từ kết quả này, ngời ta có thể xác định nhanh carbon toàn lâm
phần rừng trồng Mỡ thông qua các chỉ tiêu D
1.3
và mật độ hoặc H
vn
và mật độ hoặc tuổi và mật độ
trên từng cấp đất. Mặc dù đã thử nghiệm trên nhiều phơng trình tơng quan khác nhau song kết
quả cho thấy không tồn tại mối quan hệ carbon với các nhân tố điều tra lâm phần, tuổi, mật độ ở
cấp đất II nên trong trờng hợp này nếu muốn tính toán lợng carbon tích luỹ theo cấp đất II thì
có thể áp dụng các phơng trình chung cho các cấp đất.
IV. Kết luận
Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy: