ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------------------------------

PHẠM VĂN QUỲNH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON
CỦA RỪNG TRỒNG MỠ (Manglietia conifera) TẠI
XÃ CHU HƢƠNG, HUYỆN BA BỂ, TỈNH BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Thái Nguyên - 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------------------------------

PHẠM VĂN QUỲNH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON
CỦA RỪNG TRỒNG MỠ (Manglietia conifera) TẠI
XÃ CHU HƢƠNG, HUYỆN BA BỂ, TỈNH BẮC KẠN
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐỖ HOÀNG CHUNG

Thái Nguyên - 2015

Tác giả xin trân trọng cám ơn Ban giám hiệu nhà trường, Khoa Sau đại
học, Khoa Lâm nghiệp cùng các thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình học tập, nghiên
cứu và hoàn thành bản luận văn này.
Xin cám ơn cán bộ UBND xã Chu Hương - huyện Ba Bể - tỉnh Bắc
Kạn và một số hộ dân trồng rừng trên địa bàn nghiên cứu đã tạo điều kiện
giúp đỡ tác giả trong việc thu thập số liệu ngoại nghiệp để thực hiện luận
văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 01 tháng 11 năm 2015
Tác giả

Phạm Văn Quỳnh


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii
MỤC LỤC .................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................... viii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề .................................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 4
3. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 4
4. Ý nghĩa đề tài ............................................................................................. 4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................ 5

1.4.4.7. Thực trạng phát triển các khu dân cư ............................................... 29
1.4.4.8. Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng .................................................. 29
1.4.5. Nhận xét chung về thực trạng phát triển kinh tế xã hội gây áp lực đối
với tài nguyên rừng ...................................................................................... 32
CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 34
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... 34
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 34
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 34
2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 35
2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 35
2.3.1. Cơ sở phương pháp luận ..................................................................... 35
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 36
2.3.2.1. Cách tiếp cận ................................................................................... 36
2.3.2.2. Phương pháp kế thừa ....................................................................... 36
2.3.2.3. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn ................................................... 36
2.3.2.4. Tính toán xử lý số liệu ..................................................................... 43


v

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................... 45
3.1. Sinh trưởng và các chỉ tiêu trung bình của rừng trồng Mỡ ..................... 45
3.2. Sinh khối tươi của rừng trồng Mỡ .......................................................... 46
3.2.1. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ của rừng trồng Mỡ .......................... 46
3.2.2. Cấu trúc sinh khối tươi của tầng cây gỗ .............................................. 48
3.2.3. Cấu trúc sinh khối tươi cây bụi thảm tươi ........................................... 49
3.3. Xác định sinh khối khô của rừng trồng Mỡ ............................................ 50
3.3.1. Sinh khối khô cây cá lẻ rừng trồng Mỡ ............................................... 50
3.3.2. Cấu trúc sinh khối khô của tầng cây gỗ ............................................... 52
3.3.3. Cấu trúc sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và thảm mục ..................... 55


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


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tình hình sản xuất nông nghiệp năm 2011 ................................... 26
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng trồng Mỡ
ở các tuổi 3, 5, 7 và 9 .................................................................... 45
Bảng 3.2. Cấu trúc sinh khối tươi cây cá lẻ rừng trồng Mỡ........................... 47
Bảng 3.3. Sinh khối tươi của tầng cây gỗ ..................................................... 48

Hình 3.8: Khả năng tích lũy các bon của thảm tươi, cây bụi ......................... 58
Hình 3.9: Khối lượng các bon tích lũy trong cây Mỡ cá lẻ............................ 60
Hình 3.10: Khối lượng các bon tích lũy trong rừng trồng Mỡ ....................... 61
Hình 3.11: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 3 .................... 62
Hình 3.12: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 5 .................... 63
Hình 3.13: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 7 .................... 63
Hình 3.14: Cấu trúc tích lũy các bon của rừng trồng Mỡ tuổi 9 .................... 64
Hình 3.15: Lượng cacbon tích lũy theo thời gian các tuổi 3, 5, 7 và 9
quy đổi lượng CO2 tương đương ................................................... 65


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Biến đổi khí hậu là vấn đề đang đe dọa nghiêm trọng đến cuộc sống của
con người trên toàn thế giới, trong đó có Việt Nam. Nguyên nhân trực tiếp
dẫn tới sự biến đổi khí hậu là do phát thải quá mức khí nhà kính, đặc biệt là
CO2. Kể từ cuối thế kỷ XVIII, mức CO2 tăng thêm 35,4% chủ yếu do con
người đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt trong
quá trình phát triển công nghiệp. Tình trạng phá rừng, đốt rẫy, khai thác gỗ vô
tổ chức cũng là nguyên nhân tạo ra hơn 20% phát thải khí nhà kính trên toàn
cầu. Theo IPCC, Việt Nam sẽ là nước bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi biến đổi
khí hậu. Nếu nhiệt độ tăng trên 2oC khoảng 22 triệu người Việt Nam sẽ mất
chỗ ở và 45% đất nông nghiệp ở Đồng bằng sông Mê Kông sẽ biến thành đất
không thể canh tác do mực nước biển dâng cao [6]. Những nghiên cứu trong
và ngoài nước đều khẳng định biến đổi khí hậu đã và đang ảnh hưởng tới
vùng biển nước ta. Mực nước biển dâng làm chế độ cân bằng sinh thái bị tác
động mạnh. Kết quả là các quần xã sinh vật hiện hữu thay đổi cấu trúc, thành
phần, trữ lượng bổ sung giảm sút. Cá ở các rạn san hô bị tiêu diệt rồi sẽ di cư

Mỡ (Manglietia conifera) là cây gỗ lớn thường xanh cao tới 25 -30 m,
đường kính ngang ngực 30 cm và có thể tới 50-60 cm. Thân tròn rất thẳng, vỏ
màu xám bạc, thịt màu trắng có mùi thơm. Chiều cao dưới cành đạt tối thiểu
3/4 chiều cao cây. Gỗ Mỡ màu sáng hoặc vàng nhạt, mềm nhẹ, tỷ trọng 0,48
lít nứt nẻ, mối mọt. Đây là loài cây sinh trưởng nhanh, tỉa cành tự nhiên tốt,
tái sinh chồi mạnh, có thể kinh doanh một, hoặc hai luân kỳ liên tiếp với năng
suất cao nên mục đích kinh doanh chủ yếu từ trước tới nay là đối với loài cây
gỗ này là cung cấp nguyên liệu gỗ nhỏ, gỗ nguyên liệu giấy, gỗ gia dụng, gỗ
dán lạng, gỗ trụ mỏ,…. Hơn nữa, Mỡ là cây được phân bố nhiều ở vùng Yên
Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ vào đến Thanh Hoá, Hà Tĩnh, rải rác
đến tận Quảng Bình. Với những lý do đó cây Mỡ đã được chọn là một trong


3

những loài cây trồng rừng chủ lực vùng miềm núi phía Bắc Việt Nam. Có
nhiều nghiên cứu về cây Mỡ nhưng chủ yếu tập trung vào kỹ thuật gây trồng,
tăng trưởng, sinh trưởng, chọn tạo giống, trồng rừng thâm canh, sản lượng
gỗ,… Tuy nhiên, nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thu các bon của
rừng trồng Mỡ thuần loài chỉ mới tiến hành ở 1 số địa điểm của Phú Thọ và
Tuyên Quang. Để có cơ ở cho việc tính toán giá trị thương mại các bon mà
rừng trồng Mỡ thuần loài có thể tạo ra ở từng địa phương, việc nghiên cứu
xác định sinh khối và lượng các bon được tích.
Chu Hương là xã nằm ở phía Nam huyện Ba Bể. Tài nguyên rừng của
Chu Hương đa dạng và phong phú, có nhiều chủng loại cây gỗ với tổng diện
tích đất lâm nghiệp có rừng là 2.657,06 ha chiếm 74,19% tổng diện tích đất tự
nhiên. Phần lớn diện tích rừng hiện nay chủ yếu đã giao cho các hộ gia đình,
cá nhân quản lý. Diện tích rừng sản xuất là 2.355,23 ha trong đó chủ yếu là
rừng trồng Mỡ, diện tích rừng trồng này đã đóng góp lớn trong tỷ lệ che phủ
rừng của địa phương, đóng góp cho nguồn sinh kế của người dân.

nghiên cứu đề tài là cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp chi trả dịch vụ môi
trường rừng.


5

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nghiên cứu về sinh khối và năng suất rừng
1.1.1. 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" [28].
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 (Lê Hồng Phúc, 1996) [10].
Dajoz (1971) đưa ra năng suất của một số hệ sinh thái rừng như sau:

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:


8

- 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 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:

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 thể
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.


10

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,…).
(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

1.1.2. 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 [18].
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 [19].


12

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 [10].
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 [16].
Đặng Trung Tấn (2001) 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 [14].
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 [8].
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

lũy trên mặt đất của một số trạng thái rừng tại Trạm Đa dạng sinh học Mê
Linh, Vĩnh Phúc và đưa ra các hàm tương quan mang tính chất định lượng
sinh khối trên mặt đất [2].
1.2. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng
1.2.1. Trên thế giới
Nơi có khả năng hấp thụ một khối lượng lớn CO2 phát thải vào không
khí bởi các hoạt động của con người đó là đại dương và thảm thực vật. Trong
đó thảm thực vật đã lưu giữ một lượng CO2 lớn hơn 1 nửa khối lượng chất khí
phát thải đó và cũng chính từ nguyên liệu các bon này hàng năm thảm thực


14

vật trên trái đất đã tạo ra được 150 tỷ tấn vật chất khô thực vật. Năm 1980,
Brawn và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng các bon 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 1 m, tương đương 42 - 43 tỷ tấn các bon
trong toàn châu lục. Tuy nhiên lượng các bon có biến động rất lớn giữa các
vùng và các kiểu thảm thực bì khác nhau. Thông thường lượng các bon trong
sinh khối biến động từ dưới 50 tấn/ha đến 360 tấn/ha, phần lớn ở các kiểu
rừng là 100 - 200 tấn/ha (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2005) [4].
Một số nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon của các dạng rừng:
Palm và cộng sự (1986) cho rằng lượng các bon 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 [27].
Houghton (1991) đã nhận định lượng các bon rừng nhiệt đới Châu Á là
40 - 250 tấn/ha, trong đó 50 - 120 tấn/ha ở phần thực vật và đất.
Brawn (1991) Rừng nhiệt đới Đông Nam Á có lượng sinh khối trên mặt
đất từ 50 - 430 tấn/ha (tương đương 25 - 215 tấn C/ha) và trước khi có tác
động của con người thì các trị số tương ứng là 350 - 400 tấn/ha (tương đương

các bon lưu trữ trong rừng khoảng 800 - 1.000 tỷ tấn. Trong 1 năm rừng hấp
thụ khoảng 100 tỷ tấn khí các bonic và thải ra khoảng 80 tỷ tấn Oxy... [3].
Tổng lượng hấp thu dự trữ các bon của rừng trên thế giới khoảng 830
PgC, trong đó các bon trong đất lớn hơn 1,5 lần các bon dự trữ trong thảm
thực vật (Brown, 1997) [23]. Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lượng các
bon dự trữ trong thảm thực vật và 50% dự trữ trong đất (IPCC,2000) [22].