ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
NGUYỄN THỊ THU PHƯƠNG
NGHIÊN CỨU SINH KHỐI TRÊN MẶT ĐẤT NHẰM
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO
2
CỦA LUỒNG
(Dendrocalamus membranaceus Munro)
TRỒNG TẠI LÀNG TRE PHÚ AN – TỈNH BÌNH
DƯƠNG Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC
Mã số: 60 42 60
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. DIỆP THỊ MỸ
HẠNH
2. TS. VIÊN NGỌC NAM
ii
TÓM TẮT
Đề tài “ Nghiên cứu sinh khối trên mặt đất nhằm đánh giá khả năng hấp thụ
CO
2
của Luồng (Dendrocalamus membranaceus Munro) trồng tại làng tre Phú An
– Tỉnh Bình Dương ”. Thu thập số liệu dựa trên giải tích 40 cây tiêu chuẩn và đo
đếm toàn bộ số cây trong khu vực nghiên cứu.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Trong quá trình phát triển của Luồng, có sự
phân hóa mạnh về đường kính thân. Số lượng cây chủ yếu tập trung ở cỡ kính
3,38 đến 5,23 cm. Trong đó số lượng cây tập trung nhiều nhất ở cỡ kính 4,00 cm
chiếm 18,50 % tổ
ng số cây trong khu vực. Cây có cỡ kính nhỏ nhất 1,54 cm và
cây có cỡ kính lớn nhất 7,08 cm, chiếm tỉ lệ thấp tương ứng 2,07 % và 1,67 %
tổng số cây trong khu vực.
Kết quả tính được về kết cấu sinh khối tươi cây cá thể Luồng: Sinh khối
thân tươi > sinh khối cành tươi > sinh khối lá tươi theo tỉ lệ tương ứng là 63,29 %
> 26,04 % > 10,67 % so với tổng sinh khối tươi.
Sinh khối khô bình quân cây cá thể Luồng là 6,07 ± 1,27 kg/cây. Thân có
sinh khối khô cao nhất, bình quân là 4,05 ± 0,09 kg/cây và chi
ếm 64,71 %, cành
có sinh khối khô bình quân là 1,34 ± 0,24 kg/cây và chiếm 25,46 %, bộ phận lá có
sinh khối thấp nhất, trung bình là 0,68 ± 0,17 kg/cây và chiếm tỷ lệ 9,83 % thấp
nhất so với tổng sinh khối khô.
hấp thụ hằng năm đạt 25,35 tấn/ha/năm.
Lượng giá bằng tiền khả năng hấp thụ CO
2 tương đương của Luồng trồng
tại làng tre Phú An với năng suất là 25,35 tấn CO
2
tương đương/ha. Như vậy, giá
trị thu được bằng tiền từ CO
2
tương đương tại thời điểm nghiên cứu: Tính theo giá
cao có trị giá 7.168.726,5 đồng/ha/năm, tính theo giá trung bình có trị giá
5.376.544,875 đồng/ha/năm và tính theo giá thấp có giá trị 3.584.363,25
đồng/ha/năm.
iv
SUMMARY
The thesis “ Research on above – ground biomass to assess the capability
of CO
2
sequestration of Dendrocalamus membranaceus Munro plantation in the
) describe good correlation between the biomass
of individual tree with factors D
1,3.
C ratio in different tree parts. Mainly carbon accumulation in the culm,
accounting for 67.77 %, followed by carbon accumulation in the branches
accounted for 25.20 % and the lowest carbon accumulation in leaves accounted
for 7.03 %.
The ability of CO
2
absorption in the growing area is at 42,144.32 kg/
equivalent to 126.75 tons/ha. Absorption of CO
2
equivalent per year reached
25.35 tons/ha/year.
The absorbability CO
2
equivalent of Dendrocalamus membranaceus
planting in the village of Phu An yield is 25.35 tonnes of CO
2
equivalent per
hectare. Thus, values obtained from CO
2
equivalent in cash at the time of the
study: The high price is worth 7,168,726.5 VND/ha/year, calculated by the
average value of 5,376,544.875 VND/ha/year and low price is worth 3,584,363.25
VND/ha /year.
2
của thực vật 20
1.2.4.1 Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO
2
của thực vật trên thế giới
20
1.2.4.2 Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO
2
của thực vật trong nước
23
1.3 Những nghiên cứu về Luồng 25
1.3.1 Nghiên cứu về Luồng trên thế giới 25
1.3.2 Nghiên cứu về Luồng ở trong nước 26
1.4 Nhận định về tổng quan nghiên cứu 28
CHƯƠNG 2 - NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM
KHU VỰC NGHIÊN CỨU 30
vii
2.1 Nội dung nghiên cứu 30
2.2 Phương pháp nghiên cứu 31
2.2.1 Phương pháp luận 31
2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 31
2.2.2.1 Phương pháp thu thập số liệu ngoài thực địa 32
2.2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 33
2.3 Đối tượng nghiên cứu 35
2.3.1 Đặc điểm sinh học 35
2.3.2 Phân bố 36
2.3.3 Ý nghĩa kinh tế, phòng hộ và khoa học 37
2.3.4 K
ỹ thuật trồng 38
viii
3.3.2.2 Tương quan giữa tổng sinh khối khô với D
1,3
và H
vn
55
3.3.2.3 Tương quan giữa sinh khối tươi thân cây với D
1,3
và H
vn
57
3.3.2.4 Tương quan giữa sinh khối tươi cành cây với D
1,3
và H
vn
58
3.3.2.5 Tương quan giữa sinh khối tươi lá cây với D
1,3
59
3.3.2.6 Tương quan sinh khối thân khô với D
1,3
và H
vn
61
3.3.2.7 Tương quan sinh khối cành khô với D
1,3
63
3.3.2.8 Tương quan giữa sinh khối khô lá cây với D
1,3
80
3.5.1.4 Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO
2
với D
1,3
81
3.5.2 Lượng CO
2
hấp thụ của bụi 82
3.5.2.1 Kết cấu lượng carbon tích lũy theo bụi 83
3.5.2.2 Phân bố carbon tích lũy theo cấp đường kính 84
3.5.2.3 Hấp thụ CO
2
của Luồng theo bụi 85
3.6 Giá trị hấp thụ CO
2
tương đương của Luồng trồng tại làng tre Phú An
trong khu vực nghiên cứu 86
3.7 Đề xuất các biện pháp kỹ thuật 86
CHƯƠNG 4 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88
4.1 Kết luận 88
4.2 Kiến nghị 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
PHỤ LỤC .a
C
tbụi
Carbon tổng của bụi
C
1,3
Chu vi thân cây tại vị trí 1,3 m
CO
2
Carbon Dioxide
CO
2t
: Lượng CO
2
hấp thụ của cây cá thể
CO
2th
: Lượng CO
2
hấp thụ của bộ phận thân cây cá thể
CO
2c
: Lượng CO
2
hấp thụ của bộ phận cành cây cá thể
CO
2la
: Lượng CO
2
hấp thụ của bộ phận lá cây cá thể
CO
GIS Geographical Information System - Hệ thống thông tin địa lý
toàn cầu
GPS Global Position System - Hệ thống định vị toàn cầu
H
vn
Chiều cao vút ngọn
H
bq
Chiều cao trung bình cây trong bụi
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change - Ban Liên chính
phủ về biến đổi khí hậu
LULUCF Land use, land use change and forestry - Sử dụng đất, thay
đổi sử dụng đất và lâm nghiệp
M Trữ lượng của bụi
N Mật độ cây trong bụi
NIRI : Nissho Iwai Research Institute - Viện nghiên cứu Nissho Iwai
Nhật Bản
S
trồng
Diện tích khu vực trồng Luồng
ppm Phần triệu
R
2
Hệ số xác định
V Thể tích thân cây
W
tht
Sinh khối thân tươi cây cá thể
W
ckbụi
Sinh khối cành khô của bụi
xii
W
lakbụi
Sinh khối lá khô của bụi
WWF
World Wildlife Fund – Quỹ bảo tồn thiên nhiên Thế Giới
UNFCCC United Nations Frame Convention on Climate Change - Công
ước khung của liên hợp quốc về biến đổi khí hậu
REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest
Degradation - Giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng
Δ% Sai số tương đối
1,3
56
Bảng 3.9 : Phương trình tương quan giữa sinh khối tươi thân cây với D
1,3
57
Bảng 3.10 : Phương trình tương quan giữa sinh khối tươi cành cây với D
1,3
58
Bảng 3.11: Phương trình tương quan sinh khối lá tươi với D
1,3
60
Bảng 3.12: Phương trình tương quan sinh khối thân khô với D
1,3
62
Bảng 3.13: Phương trình tương quan sinh khối cành khô với D
1,3
63
Bảng 3.14: Phương trình tương quan sinh khối khô lá với D
1,3
64
Bảng 3.15: Tương quan giữa sinh khối khô và sinh khối tươi cây cá thể 66
Bảng 3.16: Sai số tương đối của các phương trình tương quan giữa sinh khối tươi
các bộ phận với D
1,3
68
Bảng 3.17: Sai số tương đối của các phương trình tương quan giữa sinh khối khô
các bộ phận với D
1,3
69
Bảng 3.18: Kết cấu sinh khối tươi theo bụi của Luồng 71
xv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 2.1: Bụi, lá và mo của Luồng 35
Hình 2.2: Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu 41
Hình 3.1: Biểu đồ phân bố số cây theo đường kính 44
Hình 3.2: Đồ thị phương trình tương quan giữa H
vn
và D
1,3
46
Hình 3.3: Tỷ lệ % sinh khối tươi các bộ phận của Luồng 50
Hình 3.4: Tỷ lệ % sinh khối khô các bộ phận cây cá thể 53
Hình 3.5: Biểu đồ so sánh tỉ lệ % sinh khối khô và tươi các bộ phận Luồng
54
Hình 3.6: Biểu đồ mô tả sinh khối tươi các bộ phận của Luồng 61
Hình 3.7: Biểu đồ mô tả sinh khối khô các bộ phận của Lu
ồng 65
Hình 3.8 : Cấu trúc sinh khối khô của Luồng theo D
(WWF) [17].
Sự gia tăng nhiệt độ trong quá khứ gây ra chủ yếu do quá trình tự nhiên,
nhưng sự gia tăng nhiệt độ ngày nay chủ yếu do hoạ
t động của con người, đã phát
thải lượng lớn các khí gây hiệu ứng nhà kính, đặc biệt khí CO
2
. Nếu con người
không có những biện pháp ngăn chặn và ứng phó thông qua những chiến lược
giảm lượng khí phát thải nhà kính, đặc biệt khí CO
2
, thì theo dự báo của các nhà
khoa học thế giới, đến cuối thế kỷ 21, hàm lượng khí CO
2
trong khí quyển sẽ lên
đến 540 - 970 ppm, nhiệt độ toàn cầu sẽ tăng lên tương ứng là 2,0 – 4,5
0
C [45].
Vì vậy, nghiên cứu carbon đang là vấn đề cấp thiết và trọng tâm của khoa
học. Hệ thực vật được xem là lá phổi xanh của Trái đất, là bể chứa carbon (C),
đóng vai trò quan trọng trong cân bằng O
2
và CO
2
trong khí quyển. Toàn bộ lượng
C dự trữ được tạo bởi kết quả của sự hấp thu khí CO
2
từ khí quyển và chuyển về
dạng chất hữu cơ thực vật. Điều này cho thấy nếu tăng lượng C dự trữ trong môi
trường sinh thái sẽ có khả năng giảm lượng CO
2
của Luồng (Dendrocalamus membranaceus
Munro) trồng tại làng tre Phú An – Tỉnh Bình Dương” được thực hiện nhằm
góp phần cung cấp những thông tin cần thiết về chức năng sinh thái môi trường
của thực vật nói chung và Luồng nói riêng, thông qua nghiên cứu sinh khối để
đánh giá khả năng hấp thụ CO
2
của chúng. Trên cơ sở đó phát triển và mở rộng
qui mô trồng Luồng tại vùng đất trống, đồi trọc, ngoài việc tạo thảm xanh, còn để
chuẩn bị tham gia vào thị trường carbon, hướng đến giảm thiểu khí CO
2
bảo vệ
môi trường sống.
Mục tiêu nghiên cứu
Từ sinh khối, xác định lượng carbon trong các bộ phận trên mặt đất của
Luồng, qua đó tính khả năng hấp thụ CO
2
tương đương của Luồng.
Bước đầu lượng giá chí phí môi trường dựa vào khả năng hấp thụ CO
2
của
Luồng.
Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu sinh khối nhằm đánh giá khả năng hấp thụ
CO
2
của Luồng thông qua sự tích lũy carbon trong các bộ phận (thân, cành, lá)
trên mặt đất.
3
vật rụng hàng năm của rừng ngập mặn cao hơn so với rừng mưa nhiệt đới do rừng
ngập mặn nhỏ tuổi hơn và sinh trưởng nhanh hơn [29].
Michael S và Ross (1998) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất trên mặt
đất của các quần thể rừng ngập mặn ở vườn Quốc gia Biscayne, Florida (USA) từ
sau cơn bão Andrew xảy ra năm 1992, kết quả phân tích cho thấy: Cấu trúc tự
nhiên củ
a quần thể giữ vai trò quan trọng trong việc chống bão của hệ thống rừng
4
ngập mặn, đặc biệt kích thước và sự phân bố của các bộ phận cấu thành sinh khối
[34].
Akira và cs (2000) qua nghiên cứu sinh khối và kích thước rễ dưới mặt đất
của Dà vôi (Ceriops tagal) ở Nam Thái Lan kết quả cho thấy: Tổng sinh khối là
137,5 tấn/ha và tỉ lệ sinh khối trên mặt đất và rễ là 1,05. Trong đó sinh khối thân
được 53,35 tấn/ha, lá được 13,29, rễ được 1,99 tấn/ha và dưới mặt đất là 87,51
tấn/ha [24].
Kumar B. M, Rajesh G và Sudheesh K. G (2005)
đã nghiên cứu sinh khối
trên mặt đất và hấp thụ chất dinh dưỡng của Bambusa bambos (L.) Voss ở khu
vườn Thrissur, Kerala, miền Nam Ấn Độ. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Sinh khối
trên mặt đất trung bình là 2.417 kg/bụi và trung bình mỗi ha là 241,7 tấn/ha. Sinh
khối tích lũy cao nhất là ở thân tươi (82 %), tiếp theo gai và lá (13 %), thân cây
chết chiếm khoảng 5 % trong sinh khối. Thiết lập được phương trình tương quan
giữa số lượng cây, sinh khối khô thân và tổng sinh khối cụ
m với đường kính
(DBH) như sau:
Y= -3225,8 + 1730,4*DBH (R
2
= 0,83; n=8; p < 0,001)
ln Y
và chu trình carbon của loài tre Phyllostachys pubescens, kết quả cho thấy: Sinh
khối thân 116,50 tấn/ha, sinh khối cành 15,5 tấn/ha, sinh khối lá 5,9 tấn/ha và
5
tổng sinh khối 137,9 tấn/ha. Sinh khối thân rễ 16,7 tấn/ha và sinh khối rễ 27,9
tấn/ha. Năng suất 32,8 tấn C/ha/năm, thân: 9,79 tấn C/ha/năm, cành: 1,63 tấn
C/ha/năm, lá: 4,45 tấn C/ha/năm [42].
1.1.2 Nghiên cứu sinh khối thực vật ở Việt Nam
Ở Việt Nam trong những năm gần đây, nghiên cứu sinh khối thực vật được
nhiều nhà khoa học quan tâm và đã có nhiều kết quả đáng ghi nhận, góp phần
quan trọng trong việc đ
ánh giá, quản lý và sử dụng hiệu quả các hệ thực vật
(rừng).
Lê Hồng Phúc (1996) đã có công trình “Đánh giá sinh trưởng tăng trưởng,
sinh khối và năng suất rừng trồng Thông ba lá (Pinus keysia) ở vùng Đà Lạt, Lâm
Đồng”. Tác giả đã kết luận rằng mật độ rừng trồng ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng,
tăng trưởng, sinh khối và năng suất của rừng [15].
Vũ Vă
n Thông (1998) đã nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá lẻ và
lâm phần Keo lá tràm tại tỉnh Thái Nguyên. Tác giả cũng đã thiết lập được một số
mô hình dự đoán sinh khối cây cá lẻ bằng phương pháp sử dụng cây mẫu. Theo
kết quả nghiên cứu thì dạng hàm W = a + bD
1,3
và LnW = a + bLnD
1,3
mô tả tốt
mối quan hệ giữa sinh khối các bộ phận với chỉ tiêu sinh trưởng đường kính. Tuy
nhiên, đề tài này cũng mới dừng lại ở việc nghiên cứu sinh khối các bộ phận trên
mặt đất, chưa tiến hành nghiên cứu sinh khối rễ và lượng vật rơi [18].
Viên Ngọc Nam (1998) trong công trình nghiên cứu sinh khối và năng suất
tỉ lệ sinh khối của lá giảm dần theo tuổi, ngược lại sinh khối thân + cành và cành
tăng dần theo tuổi. Sinh khối khô trung bình của quần thể Mấm trắng là 118,29
tấn/ha dao động từ 79,21 - 137,18 tấn/ha [11].
Võ Đại Hải (2007) đã nghiên c
ứu sinh khối cây cá lẻ Mỡ trồng thuần loài
vùng trung tâm Bắc Bộ Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Sinh khối khô và
tươi cây cá lẻ Mỡ thay đổi theo tuổi và theo cấp đất. Cụ thể, tuổi tăng lên thì sinh
khối cũng tăng lên, ở cấp đất tốt thì sinh khối cao hơn ở cấp đất xấu. Cấu trúc sinh
khối cây cá lẻ gồm 4 phần, trong đó sinh khối thân chiếm tỷ lệ lớ
n nhất, sau đó
đến sinh khối rễ, cành và lá. Giữa sinh khối cây cá lẻ và các nhân tố điều tra lâm
phần D
1,3
, H
vn
tồn tại mối quan hệ chặt chẽ với nhau, mối quan hệ này được biểu
thị bằng các phương trình dạng tuyến tính đơn giản một lớp. Với các kết quả
nghiên cứu thu được, có thể sử dụng để xác định hoặc dự báo nhanh sinh khối cây
cá lẻ Mỡ thông qua chỉ tiêu D
1,3
và H
vn
, xác định sinh khối khô thông qua sinh
khối tươi, xác định sinh khối dưới mặt đất thông qua sinh khối trên mặt đất [3].
Võ Đại Hải (2008) đã nghiên cứu sinh khối cây cá thể keo lai trồng thuần
loài ở Việt Nam. Kết quả cho thấy, sinh khối cây cá thể keo lai có sự biến đổi rất
lớn theo các cấp đất và các giai đoạn tuổi khác nhau. Cấu trúc sinh khối tươi cây
cá thể keo lai chủ yếu tập trung vào sinh khối thân 49,8 %, rễ 19,1 %, lá 16,5 % và
7
so với sinh khối thân khô. Sinh khối lá khô chiếm tỷ lệ là 17,16 ± 1,37 % thấp
nhất.
- Sinh khối khô của Cóc trắng bằng 62,63 % sinh khối tươi và sinh khối khô của
Dà quánh bằng 54,59 % sinh khối tươi. Tỷ lệ sinh khối khô so với tươi của Dà
quánh thấp hơn Cóc trắng.
- Kết cấu sinh khối khô của các bộ phận quầ
n thể Cóc trắng được sắp xếp theo thứ
tự từ cao đến thấp như sau: Thân (76,63 ± 1,73 %) > Cành (16,79 ± 1,35 %) > Lá
(6,58 ± 0,54 %) và quần thể Dà quánh được sắp xếp: Thân (56,86 ± 0,33 %) >
Cành (24,26 ± 0,85 %) > Lá (18,88 ± 0,53 %).
- Tổng sinh khối khô trung bình của quần thể Cóc trắng là 46,62 ± 10,72 tấn/ha
biến động từ 0,74 đến 125,13 tấn/ha. Tổng sinh khối khô trung bình của quần thể
Dà quánh là 40,85 ± 7,22 tấn/ha biến động từ 10,43 đến 100,55 tấn/ha [9].
8
1.2 Những vấn đề về CO
2
1.2.1 Phát thải CO
2
Cuối thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19 diễn ra cuộc cách mạng công nghiệp, với
nhiều phát minh có tính bước ngoặt đã ra đời, đẩy mạnh sự phát triển của khoa
học và kỹ thuật, tạo ra một xã hội thịnh vượng và tiện nghi hơn. Thế nhưng, kể từ
đó đến nay, con người đã tác động mạnh mẽ đến môi trường thiên nhiên, các hoạt
động của con người như: S
ử dụng nhiên liệu hoá thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt)
và hoạt động công nghiệp đã làm gia tăng lượng khí phát thải vào trong khí quyển,
đặc biệt lượng lớn khí CO
2
[40].
đang là vấn đề có tính toàn cầu và ở Việt Nam mức độ
phát thải khí CO
2
không ngừng gia tăng trong những năm gần đây. Hiện nay, tình
hình ô nhiễm môi trường không khí ở nước ta ngày càng nghiêm trọng. Sự hình
thành và mở rộng các khu công nghiệp cùng với sự gia tăng dân số và gia tăng các
phương tiện giao thông vận tải đã làm tăng lượng phát thải khí vào môi trường,
trong đó có sự gia tăng đáng kể khí CO
2
. Theo số liệu của trung tâm khí tượng
9
thủy văn Việt Nam (22/6/2010) ước tính đến năm 2020, lượng phát thải khí CO
2
của Việt Nam khoảng 233,3 triệu tấn CO
2
, tăng 93 % so với năm 1998 và con số
này vẫn tiếp tục tăng khi tình hình sử dụng nhiên liệu hóa thạch không giảm.
Ngoài ra, sự tàn phá rừng ngày một gia tăng không những gây mất cân bằng sinh
thái mà làm giảm khả năng hấp thụ CO
2
và gián tiếp làm tăng thêm lượng khí CO
2
phát thải vào khí quyển, tăng nguy cơ hiệu ứng nhà kính – góp phần làm cho biến
đổi khí hậu toàn cầu tăng nhanh. Cuối năm 2007, chương trình phát triển của Liên
Hiệp Quốc đã xác định: Việt Nam là 1 trong 5 vùng bị tác hại của biến đổi khí hậu
nặng nề nhất thế giới. Đồng Bằng Sông Cửu Long (vựa lúa của cả nước) là vùng
đất thấp ven biển Đông của Việt Nam nên sẽ là khu vực bị
Trọng Hiệu, 2003). Tính trung bình trong cả nước, lượng mưa năm trong 50 năm
qua (1958 - 2007) đã giảm khoảng 2 % [14].
Copyright: Tài liệu đại học ©