MỤC LỤC
1
LỜI CẢM ƠN
Được sự đồng ý của nhà trường, Khoa Lâm học, tôi đã thực hiện khóa
luận tốt nghiệp: “Xác định sinh khối và tích lũy cacbon của rừng Keo tai
tượng (Acacia mangium Willd) tại công ty lâm nghiệp Lập Thạch – Vĩnh
Phúc”.
Trong thời gian thực hiện đề tài ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận
được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, các tổ chức cá nhân trong và
ngoài trường.
Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Lâm học,
Trường Đại học Lâm nghiệp đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong
suốt chương trình học tại trường đã giúp tôi trong suốt quá trình làm khóa
luận.
Đặc biệt tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo T.S Lê Xuân
Trường người đã định hướng, khuyến khích và chỉ dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình làm khóa luận.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia đình, người thân và toàn thể
bạn bè đã động viên giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa
luận này.
Do bản thân còn nhiều hạn chế nhất định về mặt chuyên môn và thực tế,
thời gian hoàn thành khóa luận không nhiều nên vẫn còn nhiều thiếu sót. Kính
mong được sự góp ý của các thầy giáo, cô giáo để khóa luận được hoàn thiện
hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 31 tháng 5 năm 2013
Sinh Viên
Nguyễn Văn Chinh
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
5
D1.3 : Đường kính ở vị trí 1.3 m
Hvn : Chiều cao vút ngọn
DT : Đường kính tán
Hdc : Chiều cao dưới cành
W (tươi/cây): Sinh khối tươi cây cá lẻ
Wt(t): Sinh khối tươi thân cây
Wt(c): Sinh khối tươi cành cây
Wt(l): Sinh khối tươi lá cây
Wt(r): Sinh khối tươi rễ cây
Wt(k): Sinh khối tươi các loại khác (hoa, quả,…)
N: Mật độ cây/ha
Wt(tm): Sinh khối tươi thảm mục
Wt(tt) : Sinh khối tươi thảm tươi
Slp: Diện tích lâm phần
W khô/cây: Sinh khối tươi cây cá lẻ
Wk(t): Sinh khối khô thân cây
phủ xanh đất trống đồi núi trọc như các chương trình PAM, chương trình 327,
chương trình trồng 5 triệu ha rừng 661, và các chương trình bảo tồn khác do
nhà nước, các tư nhân tổ chức. Nhằm các mục tiêu như phòng hộ, sản xuất,
đặc dụng, bảo vệ môi trường. Tính đến tháng 12/2003 diện tích rừng trồng ở
Việt Nam đạt 2.089.809 ha, trong đó có 760.154 ha rừng phòng hộ, 94.414
ha rừng trồng đặc dụng, 1.238.242 ha rừng trồng sản xuất, nâng độ che phủ
của rừng toàn quốc lên đạt khoảng 34%. (Theo Cẩm nang lâm nghiệp 2004)
Tuy nhiên việc trồng rừng nhằm hấp thụ khí CO 2 theo cơ chế phát triển
sạch (CDM) và việc nghiên cứu định lượng các giá trị và những lợi ích của
rừng về môi trường cũng chỉ là bước khởi đầu trên thế giới và vẫn là vấn đề
mới ở Việt Nam. Chính vì vậy việc nghiên cứu xác định sinh khối và lượng
6
hấp thu cacbon đối với mỗi loại rừng là việc thiết yếu để xác định giá trị của
rừng thông qua sinh khối và khả năng tích lũy cacbon làm cơ sở để xây dựng
dự án CDM ở Việt Nam. Thu hút đầu tư nguồn vốn đầu tư trong và ngoài
nước vào các dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch (CDM).
Chúng ta có thể thấy diện tích trồng keo của Lâm trường Lập Thạch ta
hiện nay rất lớn chiếm tích rừng sản xuất, nhưng trong đó diện tích trồng keo
tai tượng gần 70% nhưng những nghiên cứu về cây loài cây này ít và kết quả
còn hạn chế.
Từ thực tế đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Xác định sinh
khối và tích lũy cacbon của rừng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd)
tại công ty lâm nghiệp Lập Thạch – Vĩnh Phúc” với mong muốn góp phần
đóng góp một số cơ sở khoa học cho việc xác định sinh khối, lượng cacbon
hấp thụ cũng như góp phần tăng thêm giá trị cũng như qui mô của rừng trồng
và phát triển loài cây này.
7
sinh khối và năng suất của quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này đã
được chương trình quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng.
8
Edmonton. Et. Al đề xuất phướng pháp Oxygen năm 1968 nhằm định
lượng oxugen tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật màu xanh. Từ đó
tính ra được năng suất và sinh khối rừng.
Bộ phận cây bụi và những cây tầng dưới tán rừng đã đóng góp một
phần sinh khối quan trọng trong tổng số sinh khối của rừng. Có nhiều phương
pháp để ước tính sinh khối cho bộ phận này, bao gồm các phương pháp sau:
(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
(Catchpole và Wheeler,1992)
Liebig, J (1862) lần đầu tiên đã định lượng về sự tác động của thực vật
tới không khí và phát triển thành qui luật “tối thiểu”. Mitcherlich, E.A (1954)
đã phát triển qui luật tối thiểu của Liebig, J thành luật “năng suất”.
Lieth, H (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 của con người “MAB” (1971) đã thúc đẩy
mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối. Những nghiên cứu trong giai đoạn
này thường hướng đến các đối tượng đồng cỏ, Savan, rừng lá rụng, rừng mưa
thường xanh.
Năm 1973 Ferreira đã công bố công trình nghiên cứu: “Sản lượng gỗ
khô của rừng trồng thông” ở Brazil làm cơ sở cho việc nghiên cứu sinh khối
khô sau này cho các nhà khoa học.
Năm 1976 một công trình khoa học đã được công bố về nghiên cứu “
Tăng trưởng trọng lượng gỗ khô hay sinh khối khô của các cây sau bón phân”
của các nhà khoa học Thái Lan Pitaya – Petmak.
Rừng mở thấp
Trảng cây gỗ cao
N (Tấn/ha)
200
200
300
279
272
Trảng cây gỗ trung bình
Trảng cây gỗ thấp
Rừng trống
150
100
244
Theo Phan Minh Sáng- Cẩm nang Lâm Nghiệp- 2006
Theo Mc Kenzie (2001), cacbon trong hệ sinh thái rừng thường tập
trung ở các bộ phận chính như: Thảm thực vật còn sống trên mặt đất, rễ cây
và đất rừng. Việc xác định lượng cacbon trong rừng được thực hiện thông qua
việc xác định sinh khối rừng.
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), Mc KenZie và cộng sự năm
(2001).
Có nhiều phương pháp ước tính sinh khối cho cây bụi và tầng dưới
trong hệ sinh thái rừng (Catchpole và Wheeler, 1992). Các phương pháp bao
khí nhà kính. Các nghiên cứu liên quan tập trung vào tìm ra các dẫn chứng về
kho dự trữ cacbon tại các lớp phủ thực vật và tìm ra cách để các bể chứa này
có thể tham gia tăng lưu lượng dự trữ CO2 từ khí quyển. Đây là những nghiên
cứu rất quan trọng đặc biệt là đối với các nước công nghiệp đang phát triển
cần đạt được sự giảm thải theo Nghị định thư Kyoto.
1.1.2. Lược sử nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon
11
Ngoài những nghiên cứu về sinh khối thì nghiên cứu về hàm lượng
tích lũy cacbon cũng được quan tâm khá nhiều trong những năm gần đây. Các
nghiên cứu chủ yếu tập chung vào rừng ngập mặn, khả năng biến động của
cacbon sau khai thác, rừng tự nhiên, rừng phục hồi, rừng trồng, …
Năm 1980, Brawn và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng
cacbon trung bình trong rừng nhiệt đới châu Á là 144 tấn/ha trong phần sinh
khối và 148 tấn/ha trong lớp đất mặt với độ sâu 1m, tương đương 42 - 43 tỷ
tấn cacbon trong toàn châu lục.
Palm.C.A.et al (1986) đã xác định được lượng cacbon trung bình trong
sinh khối phần trên mặt đất của rừng nhiệt đới châu Á là 185 tấn/ha và biến
động từ 25 – 300 tấn/ha.
Năm 1991 Hught.R.A tính toán được lượng cacbon trong rừng nhiệt
đới châu Á là 40 – 250 tấn/ha, trong đó 50 – 120 tấn/ha ở phần thực vật và
đất.Theo Phạm Xuân Hoàn - 2005
Một số công trình nghiên cứu của các tác giả khác như Joyotee Smith
và Sara J.Scherr R.A (2002) đã định lượng được cacbon lưu trữ ở các kiểu
rừng nhiệt đới và trong các loại hình sử dụng đất ở Brazinl, Indonesia và
Cameroo, bao gồm trong sinh khối thực vật và dưới mặt đất 0 – 20cm. Kết
quả nghiên cứu cho thấy lượng cacbon lưu trữ trong thực vật giảm dần từ kiểu
rừng nguyên sinh đến rừng phục hồi sau nương rẫy và giảm mạnh đối với các
loại đất nông nghiệp. Lượng cacbon dưới đất thường ít biến động hơn, nhưng
thiên nhiên và ở những khu vực rộng lớn thì công việc tiến hành rất khó khăn.
Vì vậy việc tiến hành tính toán các giá trị sinh khối, sản lượng thường theo xu
thế thứ 2 là lấy kết quả để phản ánh nguyên nhân( xác định bằng đo gián tiếp).
Nguyễn Hoàng Trí (1986) với công trình “Sinh khối và năng suất rừng
Đước” đã áp dụng phương pháp cây mẫu nghiên cứu về năng suất, sinh khối
của một số quần xã rừng Đước đôi (Zhizophora apiculata) rừng ngập mặn
ven biển Minh Hải có đóng góp ý nghĩa lớn về cơ sở lý luận và thực tiễn đối
với Lâm nghiệp nói chung và rừng ngập mặn nói riêng.
13
Hà Văn Tuế (1994) cũng trên phương pháp “Cây mẫu” của tác giả
Newbuld, P.J (1967) nghiên cứu được năng suất, sinh khối một số quần xã
rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du miền núi Vĩnh Phúc.
Lê Hồng Phúc (1996) đã có công trình nghiên cứu “Đánh giá sinh
trưởng, tăng trưởng, sinh khối và năng suất rừng trồng Thông ba lá (Pinus
keysia Royle ex Gordon) vùng Đà Lạt – Lâm Đồng” và tìm ra quy luật tăng
trưởng sinh khối khô, cấu trúc thành phần tăng trưởng sinh khối của thân cây.
Tỷ lệ sinh khối khô, tươi và thân, cành, rễ, lượng rơi rụng, tổng sinh khối cá
thể và quần thể Thông Ba lá. Sau đó Nguyễn Ngọc Lung và Ngô Đình Quế
cũng đã nghiên cứu về động thái, kết cấu sinh khối và tổng sinh khối cho loài
cây này.
Triệu Văn Khôi (1999) đã bước đầu nghiên cứu một số qui luật kết cấu
làm cơ sở đề xuất phương án điều tra sinh khối lâm trường mỡ tại Đoan Hùng
– Phú Thọ.
Năm 2004, GS.TSKH Nguyễn Ngọc Lung đã có công trình đầu tiên
được công bố về nghiên cứu sinh khối rừng Thông ba lá để tính toán khả năng
cố định CO2 mà cây rừng hấp thụ.
Nguyễn Văn Dũng (2005) đã nghiên cứu và đưa ra một số kết quả như
dụng nguyên liệu hóa thạch; Thu hồi và sử dụng CH 4 từ rác thải và khai thác
mỏ quặng; Trồng rừng,… Bên cạnh những năm gần đây Việt Nam đã có
những nỗ lực thực nhiện một số nghiên cứu và hoạt động liên quan đến vấn
đề biến đổi khí hậu và CDM. Qua đó đã thu được một sô thành tựu quan trọng
như sau:
Nguyễn Ngọc Lung và Phạm Xuân Hoàn (2004) với công trình nghiên
cứu sinh khối rừng Thông ba lá và tính toán khả năng cố định CO 2 mà rừng
hấp thụ tác giả đã kết luận 1 ha rừng Thông ba lá, 60 tuổi cấp đất III có thể
hấp thụ 707,7 tấn CO2 /ha/năm.
Phạm Xuân Hoàn (2005) đã khái quát được bức tranh tổng thể và toàn
bộ thông tin về hoàn cảnh ra đời cũng như nội dung, mục tiêu của Công ước
khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu, Nghị định thư Kyoto và đặc
15
biệt quan tâm đến cơ chế phát triển sạch một cơ hội thương mại lớn trong
nghành Lâm nghiệp.
Nhóm nghiên cứu Anna Richards, Dương Thị Bích Ngọc, Nguyễn Thị
Bích Hảo, Phí Thị Hải Ninh đã nghiên cứu “Đo đếm và dự đoán sự tích lũy
cacbon tại rừng nhiệt đới của Việt Nam bằng phương pháp xác định cacbon
tích lũy trong rừng bằng mô hình Century” cho phép xác định trước hàm
lượng cacbon khi chưa trồng rừng. Mô hình còn được sử dụng để khảo
nghiệm sự kết hợp đất, khí hậu và loài cây khác nhau để dự đoán sự kết hợp
có lưu trữ cacbon lớn nhất từ đó làm cơ sở cho việc chọn loài thích hợp cho
dự án CDM.
Theo Vũ Tấn Phương (2006) đã bước đầu tính toán được giá trị hấp
thụ cacbon của rừng cụ thể với đối tượng là rừng tự nhiên, rừng giàu có giá trị
từ 18 – 26 triệu đồng/ha và rừng phục hồi khoảng 4 – 4,5 triệu đồng/ha với
giá bán 3,5 – 5 USD/tấn CO2 .
1.3. Nghiên cứu về cây Keo tai tượng
Sinh khối thân cây:
LnPT = -27,6114 + 6,8063*D1.3
LnPT = -80,7566 + 52,1812*ln(D1.3)
Sinh khối cành:
LnPc = -3,707 + 2,6179*D1.3
Sinh khối lá cây:
LnPL = 0,65503 + 1,3892*lnD1.3
Tổng sinh khối:
LnTSK = -0,7691 + 2,1437*lnD1.3
r = 0,92
r = 0,90
r = 0,98
r = 0,80
r = 0,95
Với sinh khối lâm phần:
-
PT = -37,012 + 6,3967*HVN + 0,006913*N
PC = 7,021056 + 0,106364* – 0,00436*N
PL = -1,5619 + 2,0425* HVN – 0,00315*N
PTSK = -6,06891 + 11,28988* HVN – 0,020405*N
r = 0,88
r = 0,78
r = 0,67
r = 0,85
lá. Hoa đều, lưỡng tính, mẫu 4, tràng hoa màu vàng, nhị nhiều vươn dài ra
ngoài hoa.
Quả đậu, xoắn, hạt hình trái xoan hơi dẹt, màu đen.
Rễ cây phát triển rộng, nhiều nốt sần cố định đạm.
1.3.2.3. Đặc tính sinh học và sinh thái học
Keo tai tượng là cây mọc nhanh, cây 4 tuổi cao trung bình 6,8 m,
đường kính 8 cm, cây mọc tốt ở nơi đất sâu ẩm, nhiều ánh sáng. Nơi đất cằn
cỗi mọc chậm và phân cành sớm. Có phân bố tự nhiên dọc theo gianh giới của
vùng nhiệt đới nóng ấm và ẩm ướt. Lượng mưa bình quân năm từ 1500 –
18
3000 mm, giữa các vĩ độ 10 - 180 Nam trên các độ cao từ mực nước biển tới
800 m xong chủ yếu là từ 0 – 300m. (Nguyễn Hoàng Nghĩa)
Yêu cầu của Keo tai tượng là:
-
Lượng mưa bình quân năm: 1000 – 4000 mm;
Nhiệt độ bình quân năm: 260 - 280C;
Nhiệt độ tối thiểu tháng lạnh nhất: 100C - 240C;
Nhiệt độ tối đa tháng nóng nhất 300C - 400C.
1.3.2.4. Phân bố địa lý
Cây mọc tự nhiên ở Bắc Úc, được đưa vào trồng ở Việt Nam, hiện nay
hầu như các tỉnh trong cả nước đều gây trồng loài cây này.
1.3.2.5. Giá trị
Cây có giá trị về sinh thái như chống sói mòn, cải tạo môi trường,cải
tạo đất và sản xuất gỗ nhỏ, gỗ nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế
biến bột giấy, gỗ ván răm, ….
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Nghiên cứu sinh khối và khả năng tích lũy cacbon của rừng Keo tai
tượng thuần loài tại Công ty Lâm nghiệp Lập Thạch – Vĩnh Phúc góp phần
làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi trường.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
Đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng của rừng trồng Keo tai tượng tại
Công ty Lâm nghiệp Lập Thạch.
Nghiên cứu sinh khối và lượng tích lũy cacbon trong cây Keo tai tượng.
Ước lượng được hiệu quả kinh tế từ giá trị hấp thụ cacbon của rừng
Keo tai tượng.
2.2. Đối tượng, phạm vi, giới hạn nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Các lâm phần rừng Keo tai tượng trồng thuần
loài ở công ty Lâm nghiệp Lập Thạch – Vĩnh Phúc.
Giới hạn nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu lượng hấp thụ cacbon
trong rừng Keo tai tượng tuổi 7 tại công ty Lâm nghiệp Lập Thạch – Vĩnh Phúc.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu tình hình sinh trưởng của cây Keo tai tượng công ty
Lâm nghiệp Lập Thạch tỉnh Vĩnh Phúc
- Đánh giá chỉ tiêu sinh trưởng: D1.3, Hvn.
- Đánh giá chỉ tiêu: Phẩm chất cây (A,B,C)
- Nghiên cứu sinh khối tươi và sinh khối khô của lâm phần.
2.3.2. Nghiên cứu khả năng tích lũy cacbon của Keo tai tượng
- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy bởi các cây cá lẻ Keo tai tượng và trong
lâm phần tuổi 7.
- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong đất.
21
chèn ép.
22
- Phương pháp xác định tuổi cây dựa vào hồ sơ thiết kế trồng rừng của Công
ty Lâm nghiệp Lập Thạch.
- Số liệu điều tra được ghi vào biểu 01:
Biểu 01: Biểu điều tra tầng cây cao
Vị trí: …………………………………. Ngày điều tra: ………….
Hướng dốc: …………………………… Người điều tra: …………
Độ dốc: …………. Số hiệu OTC: ………Diện tích OTC:…………
STT
D1.3 (cm) DT (m)
Hvn (m) Hdc(m)
Chất
Ghi chú
cây
lượng
1
2
……. ………. ………. ………. ……….. ………
………
- Điều tra cây bụi thảm tươi: Trên mỗi ô mẫu điển hình lập 4 ODB với
mỗi ô có diện tích là 4 m2 (2 x 2m). Các ODB được bố trí như sau: 4 ô ở 4
góc OTC còn 1 ô ở chính giữa OTC. Trên mỗi ODB tiến hành điều tra như
sau: Xác định tên loài chủ yếu, chiều cao, độ che phủ, đánh giá sự sinh trưởng
của cây bụi thảm tươi. Kết quả được ghi vào biểu 02.
Biểu 02: Biểu điều tra cây bụi thảm tươi
-
chuẩn sau khi được lựa chọn tiến hành chặt sát gốc lưu ý là tránh làm vỡ,
23
giập, nát cây, sau đó tách thân, cành, lá, quả ra các phần phần riêng biệt, đào
lấy toàn bộ rễ. Sau đó tiến hành cân sinh khối tươi cho các bộ phận.
Để xác định sinh khối khô, mỗi mẫu sinh khối tươi lấy 0,5 kg cho từng
bộ phận (thân, cành, lá, rễ). Xác định sinh khối tươi của rễ Keo tai tượng
trong đất tiến hành đào lấy toàn bộ rễ có đường kính lớn hơn 2 mm và cũng
tiến hành cân sinh khối tươi có độ chính xác 0,01 kg. Sau đó cho vào mẫu túi
nilon buộc kín, có nhãn cho từng mẫu để xác định sinh khối khô. Kết quả ghi
vào biểu 03.
Biểu 03: Biểu điều tra sinh khối tươi Keo tai tượng
Người điều tra: ………….. Ngày điều tra: ………… Loài cây:………
STT OTC
cây
Tuổi D1.3
cây (cm)
Hvn
(m)
Khối lượng sinh khối tươi
Thân
1
1
STT OTC: ………….. Người điều tra: …………… Ngày điều tra: ………….
STT OTC
STT ODB
1
1
2
…
…
…
Khối lượng
cây bụi thảm
tươi kg/ODB
Khối lượng
cây bụi thảm
tươi kg/ha
Ghi chú
2.4.2.4. Điều tra sinh khối tươi, xác định sinh khối khô tầng thảm mục
Trong mỗi OTC tiến hành lập 5 ô dạng bản (ODB), 4 ô ở 4 góc và 1 ô ở
chính giữa. ODB hình vuông có kích thước (1 x 1m). Thu gom toàn bộ lượng
cành khô, lá rụng trong ODB, cân và lấy mẫu về xác định lượng sinh khối khô
lấy 0,5 kg mẫu. Kết quả ghi ở biểu sau đây:
Biểu 05: Biểu điều tra sinh khối tầng thảm mục
…
…
2.4.2.5 Điều tra đất
Trên mỗi OTC lấy 1 mẫu đất dọc theo mặt của phẫu diện theo độ sâu
tới 0,3 m. Mỗi mẫu lấy từ 0,5kg đem đến phân tích xác định hàm lượng mùn.
* Xác định sinh khối khô trong phòng thí nghiệm:
25
Copyright: Tài liệu đại học ©