BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN
BÙI HIẾN ĐỨC XÁC ĐỊNH LƯỢNG CO
2
HẤP THỤ CỦA RỪNG
KHỘP (DIPTEROCARP FOREST) TỈNH ĐĂK LĂK
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.02.01

Đăk Lăk, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN


Lời cảm ơn iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v
DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ix
ĐT VẤN Đ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN Đ NGHIÊN CỨU 5
1.1 Biến đổi khí hậu và chương trình REDD, REDD
+
5
1.2 Cơ sở ước tính sinh khối và carbon rừng 6
1.3 Ước tính sinh khối và carbon ở các bể chứa carbon. 8
1.3.1 Bể chứa carbon của sinh khối trên mặt đất (AGB) 9
1.3.2 Bể chứa carbon của sinh khối dưới mặt đất (BGB). 24
1.3.3 Bể chứa carbon của thảm mục (Litter), thảm tươi (Herb). 25
1.3.4 Bể chứa carbon của gỗ chết (Dead wood) 26
1.3.5 Bể chứa carbon của đất rừng (SOC) 26
1.3.6 Nghiên cứu về sinh khối và hấp thụ khí CO
2
của rừng khộp. 28
1.4 Thảo luận. 29
CHƯƠNG 2. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐC ĐIỂM KHU VỰC
NGHIÊN CỨU 32
2.1 Phạm vi nghiên cứu 32
2.2 Đối tượng nghiên cứu 32
2.2.1. Kiểu rừng, trạng thái rừng nghiên cứu. 32
2.2.2. Các bể chứa sinh khối, carbon lâm phần 33
2.3 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 33
CHƯƠNG 3. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 34
3.1 Mục tiêu nghiên cứu 34

4.5 Dự bo tăng trưởng sinh khối, carbon rừng khộp 105
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108
TÀI LIỆU THAM KHẢO 112
iii

Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và
kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, chưa từng được công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Học viên

Bùi Hiến Đức

Đặc biệt tôi xin gửi lời chân thành cảm ơn đến bạn gi tôi, Trinh. Người đã ở
bên tôi những lúc kh khăn nhất và cùng tôi hoàn thành bài luận văn này. Tôi xin
gửi lời cảm ơn đến mẹ và các em của tôi đã luôn ủng hộ tinh thần, động viên tôi về
mọi mặt.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Buôn Ma Thuột, tháng 01 năm 2014
Học viên

Bùi Hiến Đức
v

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AGB Above Ground Biomass - Sinh khối trên mặt đất của thực vật, chủ
yếu trong cây gỗ, bao gồm thân, lá và vỏ (kg/cây)
BA Basal area: Tổng tiết diện ngang cây gỗ/ha (m
2
/ha)
BaD Khối lượng thể tích vỏ (g/cm
3
)
BCEF Biomass conversion and expansion factor: Hệ số chuyển đổi từ trữ
lượng sang sinh khối.
BEF Biomass expansion factor: Hệ số chuyển đổi thể tch tươi sang
sinh khối khô.
BGB Below Ground Biomass - Sinh khối r cây dưới mặt đất (kg/cây)
C (AGB) Carbon in ABG: Carbon tch lũy trong sinh khối trên mặt đất của
thực vật (kg/cây)
C (BGB) Carbon in ABG: Carbon tch lũy trong sinh khối dưới mặt đất của
thực vật, chủ yếu r cây gỗ (kg/cây)

TTB Total tree biomass: Tổng sinh khối cây gỗ trên và dưới mặt đất
(tấn/ha)
TTC Total tree carbon: Tổng carbon cây gỗ trên và dưới mặt đât (tấn/
ha)
UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change: Hiệp
định khung của liên hợp quốc về biến đổi khí hậu
UN-REDD
+
United Nations Reduction of Emissions from Deforestation and
forest Degradation - Chương trình giảm phát thải từ phá rừng và
suy thoái rừng của LHQ
V Volume - Thể tch cây gỗ (m
3
/cây)
WD Wood Density - Khối lượng thể tch gỗ (g/cm
3
)
vii

DANH MỤC HÌNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1: Năm bể chứa carbon trong lâm phần 9

với mô hình cho phần cành cây 62
Hình 4.8: Biến động giữa giá trị sinh khối, carbon dự báo và giá trị thực tế đối
với mô hình cho phần lá cây 63
Hình 4.9: Tỷ lệ sinh khối và carbon 4 bộ phận cây gỗ trên mặt đất 65
Hình 4.10: Mô hình AGB= f(DBH) 67
Hình 4.11: Mô hình ước tnh C(AGB) đơn biến DBH 70
Hình 4.12: Tỷ lệ carbon tch lũy ở 5 bộ phận cây gỗ rừng khộp 73
Hình 4.13: Mô hình AGB –f(DBH, H) chung, theo loài và nhm WD 82
Hình 4.14: Quan hệ H/DBH trong lâm phần rừng khộp 94
viii

Hình 4.15: Mô hình đường cong cấp chiều cao rừng khộp Đăk Lăk 95
Hình 4.16: Kiểm nghiệm sự phù hợp họ đường cong cấp chiều cao của kiểu rừng
khộp tỉnh Đăk Lăk. 96
Hình 4.17: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp knh ở cấp
sinh khối I và cấp chiều cao 3 100
Hình 4.18: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp knh lâm phần
cấp năng suất và sinh khối trung bình (II, 2) 101
Hình 4.19: Cấu trúc phân bố carbon trên và dưới mặt đất theo cấp knh lâm phần
cấp năng suất và sinh khối tốt nhất (1, III) 103
Hình 4.20: Tỷ lệ carbon 6 bể chứa trong lâm phần rừng khộp 104
Hình 4.21: Mô hình quan hệ A=f (DBH) 106
Bảng 4.8: Mô hình ước tính carbon phần cành cây (Cbr) 61
Bảng 4.9: Mô hình ước tính sinh khối lá cây (Bl) 62
Bảng 4.10: Mô hình ước tính carbon lá cây (Cl) 63
Bảng 4.11: Sinh khối, carbon, CO
2
hấp thụ của 4 bộ phận cây rừng 64
Bảng 4.12: Mô hình ước tính sinh khối AGB từ biến số điều tra rừng 66
Bảng 4.13: So sánh biến động S% của mô hình ước tính AGB từ biến số DBH
rừng khộp 68
Bảng 4.14: Mô hình ước tính carbon phần sinh khối trên mặt đất 69
Bảng 4.15: Mô hình ước tính sinh khối BGB 71
Bảng 4.16: Mô hình ước tính carbon bể chứa BGB (C (BGB) 72
Bảng 4.17: Lượng carbon và CO
2

ở 5 bộ phận cây gỗ theo các cấp kính 73
Bảng 4.18: Mô hình AGB=f(DBH) theo loài chủ yếu của rừng khộp 74
Bảng 4.19: Mô hình AGB=f(DBH, H) theo loài chủ yếu của rừng khộp 75
Bảng 4.20: Mô hình C_AGB=f(DBH, H) theo loài chủ yếu rừng khộp 75
Bảng 4.21: Mô hình BGB=f(DBH) theo loài chủ yếu rừng khộp 76
Bảng 4.22: Mô hình BGB=f(DBH,H) theo loài chủ yếu rừng khộp 76
Bảng 4.23: Mô hình C_BGB=f(DBH,H) theo loài chủ yếu rừng khộp 77
Bảng 4.24: Mô hình AGB=f(BDH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ 78
Bảng 4.25: Mô hình C_AGB=f(DBH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ 78
Bảng 4.26: Mô hình BGB=f(BDH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ 79
Bảng 4.27: Mô hình C_BGB=f(DBH, H) theo nhóm khối lượng thể tích gỗ 79
Bảng 4.28: Mô hình AGB = f(DBH, H) chung cc loài, theo loài và nhm WD 80
Bảng 4.29: Mô hình chuyển đổi sinh khối, carbon giữa bể chứa AGB và BGB 83
Bảng 4.30: Phân tch đặc trưng mẫu SOC 84
x

Bảng 4.51: Sinh khối và carbon của lâm phần c cấp năng suất và sinh khối tốt
nhất, tương ứng với lâm phần có cấp chiều cao 1 và cấp sinh khối III. 102
Bảng 4.52: Tỷ lệ carbon 6 bể chứa lâm phần rừng khộp 104
Bảng 4.53: Mô hình quan hệ giữa tuổi cây rừng với DBH, H. 105
Bảng 4.54: Tăng trưởng sinh khối, carbon trung bình của lâm phần có cấp năng
suất và cấp sinh khối trung bình 107
Bảng 4.55: Tăng tưởng sinh khối và carbon cho 3 đơn vị lâm phần đại diện 107

1 ĐT VẤN Đ

Phát triển và lượng hóa khả năng tch lũy carbon của rừng là một trong
những hoạt động của chuỗi chương trình "Giảm phát thải do mất rừng và suy
thoái rừng ở cc nước đang pht triển" (REDD) và "Chi trả dịch vụ môi trường"
(PES), được đề xuất trong bối cảnh những cam kết cắt giảm khí thải theo Nghị
định thư Kyoto không đạt hiệu quả, đồng thời tình trạng suy thoái rừng ở các
nước đang pht triển trong đ c Việt Nam, đã và đang đng gp một tỷ lệ khá
lớn vào tổng lượng phát thải CO
2
trên toàn cầu. Việc mở rộng REDD sang
REDD
+
đã thể hiện vai trò của cc chương trình REDD
+
ngày càng rộng vào tiến
trình quản lý rừng theo hướng bền vững. Cc chương trình REDD
+
hiện nay


năng hấp thụ CO
2
của từng kiểu thảm phủ cụ thể. Việc sử dụng một vài mô hình
để áp dụng chung cho tất cả các kiểu rừng, vùng sinh thái sẽ dẫn đến sai số và
không đúng đắn về mặt khoa học [4].
Phương php lượng hóa sinh khối và carbon cho cây cá thể, lâm phần hiện
tại đã được xây dựng thành quy trình chung trên phạm vi toàn thế giới: Thiết lập
hệ thống ô mẫu; Sử dụng phương php chặt hạ cây (destructive sampling); Phân
tích mẫu để xc định sinh khối, hàm lượng carbon; Xây dựng mô hình ước tính
sinh khối, carbon cây cá thể thông qua các nhân tố điều tra rừng và nhân tố sinh
thái. Tuy nhiên khả năng p dụng vào nghiên cứu thực tế cho từng loại thảm
phủ, từng bể chứa carbon là rất khác nhau, từ đ mức độ tin cậy và quy mô áp
dụng cc mô hình được xây dựng cũng khc nhau. Các nghiên cứu trên thế giới
mới chỉ tập trung vào bể chứa sinh khối của cây rừng phần trên mặt đất (AGB),
việc tính toán trữ lượng carbon đều thông qua hệ số chuyển đổi CF của IPCC
(2006), các bể chứa carbon còn lại cũng sử dụng hệ số chuyển đổi của IPCC [6].
Mặt khác số lượng mẫu của các nghiên cứu nhỏ so với diện tích rừng thực tế,
chưa được đnh gi sai số mô hình khi áp dụng đối với các kiểu rừng đa dạng ở
Việt Nam. Bảo Huy (2012) đã xây dựng hệ thống cc mô hình ước tính carbon
tch lũy cho cả năm bể chứa carbon rừng l rộng thường xanh vng Tây Nguyên
là sinh khối trên mặt đất (AGB), sinh khối dưới mặt đất (BGB), thảm mục, gỗ
chết và SOC theo các tiêu chuẩn IPCC (2006) với các thông số cụ thể, sai số của
mô hình thấp.
Chương trình UN-REDD
+
tại Việt Nam đã bước vào giai đoạn II, tuy nhiên
các nghiên cứu về xây dựng hàm ước tính carbon cho từng kiểu rừng khác nhau
vẫn chưa đầy đủ cho từng kiểu rừng, hầu hết các nghiên cứu chỉ tập trung vào
việc mô tả kết quả thông qua việc thiết lập một số ô mẫu xc định sinh khối,

là một hướng nghiên
cứu cần quan tâm. Kết quả của nghiên cứu mang tnh định lượng này sẽ là cơ sở
dữ liệu đầu vào quan trọng cho việc giám sát hấp thụ, phát thải CO
2
tạo cơ sở để
tham gia chương trình REDD
+
. Việc chi trả tín dụng carbon từ cc chương trình
REDD
+
sẽ là nguồn động lực rất lớn đối với các chủ rừng và các cộng đồng sống
gần rừng quan tâm tới sự tồn tại của kiểu rừng đặc biệt này. Trong bối cảnh đ,
4 vấn đề nghiên cứu được đặt ra là phương php xây dựng mô hình và cung cấp hệ
thống cc mô hình xc định sinh khối và carbon tch lũy, CO
2
hấp thụ cho các
trạng thái khác nhau của kiểu rừng khộp theo tiêu chuẩn của IPCC (2006).
Để giải quyết các vấn đề nêu trên đề tài nghiên cứu nội dung "XÁC ĐỊNH
LƯỢNG CO
2
HẤP THỤ CỦA KIỂU RỪNG KHỘP (DIPTERCARP
FOREST) TỈNH ĐĂK LĂK".
Trong phạm vi của một đề tài tốt nghiệp thạc sĩ, nghiên cứu giới hạn cho
kiểu rừng khộp tập trung chủ yếu ở hai huyện là Easoup và EaHleo là khu vực
rừng khộp đại diện và đặc trưng nhất của tỉnh Đăk Lăk.
2
của rừng qua đ tạo cơ sở chi trả tài chính cho dịch vụ môi
trường, giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng tại các quốc gia đang pht
triển là một hướng đi mới cho tình hình hiện tại, đây là cơ sở ra đời của chương
trình REDD "Giảm phát thải từ suy thoái rừng và mất rừng tại các quốc gia đang
phát triển"[1].
REDD được đề xuất từ chương trình nghị sự của Hội nghị lần thứ 11
(COP11) của UNFCCC tại Montréal, thng 12 năm 2005 và được mở rộng
chuyển sang REDD
+
"Giảm phát thải từ nạn phá rừng và suy thoái rừng, vai trò
của bảo tồn, quản lý bền vững và tăng cường trữ lượng car bon rừng ở cc nước
đang pht triển". Tại COP13 ở Bali, thng 12 năm 2007. Kết hợp với sự ra đời
của chương trình UN-REDD được FAO, UNDP và UNEP hợp tc th điểm
REDD
+
tại cc nước đang pht triển với sự hỗ trợ tài chính từ quỹ đối tác carbon
rừng (FCPF) của ngân hàng thế giới(WB). Cho thấy tiềm năng to lớn, không chỉ
là lợi ích trực tiếp từ việc cắt giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính (GHG),
tăng cường trữ lượng carbon rừng mà còn là sự tc động tích cực vào bảo tồn đa
dạng sinh học, xa đi giảm nghèo, phát huy quyền của người dân bản địa, mà
hơn cả là thúc đẩy quản lý và phát triển rừng bền vững của REDD và REDD
+

[9].
6 REDD bắt đầu từ một ý tưởng đơn giản nhưng c ý nghĩa to lớn về mặt
thực tin: Chi trả tài chính cho tổ chức, cộng đồng, người giúp giảm phá rừng,

tin và cấp thiết.
1.2 Cơ sở ước tính sinh khối và carbon rừng
Ước tính được sinh khối và trữ lượng carbon tch lũy, CO
2
hấp thụ là thông
tin và dữ liệu đầu vào cho việc giám sát biến động hấp thụ hay phát thải CO
2
ở
các bể chứa carbon cho từng trạng thái của các kiểu rừng, vùng sinh thái khác
nhau. Mối quan hệ hữu cơ giữa sinh khối, carbon rừng với các nhân tố điều tra
7 lâm học thông thường như DBH, H, Ca, nhân tố sinh thái, nhân tố cấu trúc lâm
phần như tổ thành loài, DTC, N, M, BA…là cơ sở lý luận cho phương php ước
tính sinh khối, carbon rừng. Tuy nhiên do đặc điểm phức tạp của việc bố trí thí
nghiệm thu thập số liệu, sự biến động đa dạng của các nhân tố sinh thái, sự đa
dạng về cấu trúc, tổ thành loài ở từng trạng thái rừng của các kiểu rừng khác
nhau trên phạm vi toàn thế giới, các nghiên cứu chỉ có dừng lại trong một phạm
vi nhất định về mức độ tin cậy của mô hình, hệ thống thông tin, cơ sở dữ liệu và
phạm vi áp dụng [4].
IPCC (2006) đã tổng kết các nghiên cứu và đưa ra quy trình chung để ước
tính và giám sát sinh khối, carbon rừng. Các quốc gia muốn tham gia thị trường
carbon và được chi trả tài chính thì việc đo tnh, giám sát hấp thụ, phát thải CO
2
phải tuân thủ theo các quy trình này. IPPC đã xây dựng phương php tính toán
và giám sát hấp thụ, phát thải CO
2
theo 3 cấp độ tùy thuộc vào điều kiện áp dụng
của mỗi quốc gia, vùng lãnh thổ:

carbon. Tại Việt Nam, Bảo Huy (2012) đã xây dựng được hệ thống hàm sinh trắc
với nhiều cấp độ áp dụng để ước tính sinh khối và carbon cho cả 5 bể chứa từ
các biến số điều tra rừng, nhân tố sinh thái, cấu trúc lâm phần rừng l rộng
thường xanh vng Tây Nguyên. Đồng thời tác giả cũng đã xây dựng phương
pháp giám sát trữ lượng sinh khối, carbon rừng theo công nghệ GIS [6].
1.3 Ước tính sinh khối và carbon ở các bể chứa carbon.
Theo IPCC (2006) có 5 bể chứa carbon chính trong lâm phần như Hình 1.1:
i) Sinh khối trên mặt đất (AGB)
ii) Sinh khối dưới mặt đất (BGB)
iii) Thảm mục (Litter)
iv) Gỗ chết (Dead wood)
v) Carbon hữu cơ trong đất (SOC)
9
Hình 1.1: Năm bể chứa carbon trong lâm phần
(Nguồn: Winrock international, 2012)
1.3.1 Bể chứa carbon của sinh khối trên mặt đất (AGB)
Theo IPCC (2006) sinh khối trên mặt đất gồm cây gỗ và các loại thực vật
khc như thân thảo, cỏ, cây bụi. Tuy nhiên do tỷ trọng của cc loại thực vật
không phải thân gỗ thường biến động và tỷ trọng nhỏ, nên đa số cc nghiên cứu
tập trung vào sinh khối trên mặt đất của cây gỗ. Sinh khối trên mặt đất của cây
gỗ bao gồm tổng sinh khối tất cả các bộ phận của cây rừng ngoại trừ phần r cây,
gồm: thân, cành, lá và vỏ cây như Hình 1.2. Trong năm bể chứa carbon, thì bể
chứa thực vật trên mặt đất là quan trọng nhất vì n chiếm tỷ trọng lớn và bị biến
động mạnh từ các hoạt động khai thác của con người do đ hầu hết các nghiên
cứu trên thế giới cũng chỉ tập trung vào bể chứa này [5] [22] [33].
10


nhỏ hơn, ngược lại số cây ở cc cấp knh lớn thường t, do đ ô phụ càng rộng
hơn cho đến tối đa. Dạng ô mẫu hình tròn phân tầng như Hình 1.3 thường được
sử dụng rộng rãi (Pearson và cộng sự, 2007; Silva và cộng sự, 2010; Bảo Huy và
cộng sự, 2012).

Hình 1.3: Ô mẫu trn phân tầng theo cấp knh p dng ở Hoa K
(Nguồn: Pearson v cộng s, 2007)
ii. Số lưng ô mẫu cần thiết:
Phương php rút mẫu trong ước tính sinh khối và carbon tương tự điều tra
tài nguyên rừng, tùy thuộc vào độ tin cậy và khoảng sai số xc định trước. Bước
đầu tiên là tiến hành một đợt điều tra lấy mẫu ban đầu để ước tnh sai tiêu chuẩn
của sinh khối, carbon ở từng trạng thái rừng hay cấp sinh khối, dựa trên số liệu
này để tính toán số lượng ô mẫu cần thiết. Mỗi một lớp trạng thi, cấp sinh khối
cần rút mẫu 10 – 15 ô ngẫu nhiên trong phạm vi một chủ rừng hoặc vng sinh
thi. Rút mẫu ngẫu nhiên là quan trọng để bảo đảm phản ảnh đầy đủ cc thay đổi
12 của trạng thi rừng (MacDicken, 1997; Bảo Huy và cộng sự, 2013). Số lượng ô
mẫu được xc định theo hai phương php chnh:
a. Tnh số lượng ô mẫu cho từng trạng thi, cấp trữ lượng, cấp sinh khối dựa
vào sai số cho trước theo công thức:
(1.1)
Trong đ:
n = Số ô mẫu cho mỗi trạng thi rừng, cấp sinh khối, trữ lượng
z = Gi trị biến t trong phân bố chuẩn ở mức P = 0.95
σ = Sai tiêu chuẩn
μ = Sinh khối trung bình
e = sai số cho trước thường là 10- 20%.
b. Tnh lượng số ô mẫu chung cho cc trạng thi dựa vào diện tch khu vực

định sinh khối thông qua các nhân tố điều tra rừng thông dụng (DBH, H, N, BA)
sau đ sử dụng các hệ số chuyển đổi của IPPC (2006) để ước tính sinh khối,
carbon (Brown, 1997; MacDicken, 1997; Chave và cộng sự 2004).
Các nghiên cứu tiếp theo của Henry và cộng sự (2010), Dietz và cộng sự
(2011), Bảo Huy (2013) và nhiều tc giả khc sau này đã xây dựng cc hướng
dẫn thiết lập cc mô hình sinh trắc (allometric equations) thông qua phương php
chặt hạ cây (destructive sampling) và thử nghiệm nhiều biến số độc lập khc
nhau để ước tính sinh khối và carbon rừng với phương php đnh gi sai số, độ
tin cậy của cc mô hình này ở cc kiểu rừng trong cc vng sinh thi, kh hậu
khc nhau trên thế giới. Tuy nhiên khả năng p dụng chi tiết cc bước trên trong
thực tế để xc định sinh khối và carbon lâm phần là rất khác nhau tùy vào yêu
cầu về mức độ tin cậy và phạm vi ứng dụng thực tin.
ii. Thiết lập cc hàm ton sinh trắc (allometric equations)
Mô hình các hàm toán sinh trắc có dạng tổng quát: y = f(xi). Trong đ y: là
sinh khối, carbon của thực vật trong lâm phần; xi: là cc nhân tố điều tra cây
rừng thông thường (DBH, H, V, Ca, CD), khối lượng thể tch gỗ (WD), nhân tố
cấu trúc lâm phần (N, M, BA), nhân tố sinh thái (kiểu rừng, trạng thái, các nhân
tố lập địa).
Phương php chủ yếu để thiết lập cc mô hình này là chặt hạ cây rừng
(destructive sampling) theo cấp knh, loài, khối lượng thể tch gỗ ở cc kiểu

Trích đoạn Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc sinh khối và carbon trong cây rừng phần trên và dưới mặt đất

---