BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

HUỲNH NHÂN TRÍ

2

TÂY NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

,i 2014


ii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

HUỲNH NHÂN TRÍ

2

TÂY NGUYÊN
: Lâm sinh

Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban đào tạo và hợp tác quốc tế,
Viện nghiên cứu Lâm sinh, thầy giáo hướng dẫn và nhóm công tác FREM Đại học
Tây Nguyên.
Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Bảo Huy với tư
cách là người hướng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian và công sức cho việc
hướng dẫn và giúp đỡ nghiên cứu sinh hoàn thành luận án này.
Trân trọng cảm ơn sự quan tâm, tạo điều kiện và động viên của Lãnh đạo Viện
Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban đào tạo và hợp tác quốc tế Viện Khoa học
Lâm nghiệp Việt Nam, Viện nghiên cứu Lâm sinh. Trân trọng cảm ơn GS.TSKH.
Nguyễn Ngọc Lung, PGS.TS. Trần Văn Con, TS. Vũ Tấn Phương, PGS.TS. Võ Đại
Hải về những ý kiến góp ý quý báu cho việc hoàn thành luận án.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Sở NN & PTNT, Chi cục Lâm nghiệp các
tỉnh Tây Nguyên; các Công ty Lâm nghiệptrong vùng nghiên cứu, nhóm công tác
FREM Đại học Tây Nguyên
việc đo đếm và thu thập số liệu tại hiện trường.

iv


v

AGB
(kg/cây)
BA

/ha (m2/ha)

Bba

(kg/cây)

(m2/cây)

CA
Cba

Carbon of bark:

(kg/cây)

Cbr

(kg/cây)

CD

(m)

CDM
Cdw
CF

Correction Factor: Hệ số điều chỉnh mô hình sinh trắc

Chg

v


vi


GSL/M
H
HSCĐC

(m)
carbon fraction: Hệ số chuyển đổi carbon.

IPCC
M

3

/ha

MRV
N

.
/ha (cây/ha)

PCM
REDD
REDD+

Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradati
, quản lý bền
vững rừng và tăng cường trữ lượng carbon rừng ở các nước đang phát
triển.

SOC

UNREDD
suy t

(m3/cây)

V

(g/cm3

WD
ρ

(g/cm3)

vii

/m3)


viii

MỤC LỤC
.............................................................................................................. III
......................................................................................................... V
MỤC LỤC ...................................................................................................................... VIII
, BẢNG .................................................................................... XI
DANH MỤC

...................................................... XIII


......................................................................... 21
(SOC)........................................................... 22
.......................................................................................................................... 22
...................................................................................................... 26
......................................................... 26
..... 27
, thảm tươi, gỗ chết. ............. 29
(SOC)........................................................... 29
.......................................................................................................................... 30
......................................................................................................... 32

1.3.1 Những kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong giám sát carbon rừng tự nhiên ở
Việt Nam .................................................................................................................. 32
1.3.2 Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo để hoàn chỉnh hệ thống giám sát hấp thụ/phát
thải CO2 rừng tự nhiên ............................................................................................. 33
2
................................................................................................................... 35
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3

............................................................................... 35
................................................................. 35
......................................................................... 35
......................................................................................... 36

viii



..................................................................................... 39
46
............................................................. 46
......................... 48
) ........................................................... 52
....................... 53
.................... 54
................................. 59

2.5.6
2.5.7
2.5.8
3

............................. 60

3.1
................................................................................. 60
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.2

.................................... 60
............................................................. 63
................................................. 70
........................................ 73
................................................................................................................................ 75


sang
3.2.11

3.3

......................................................................................................................
94
.......................................................... 100

, gỗ chết và trong
đất ........................................................................................................................... 100
3.3.2 Mô hình ước tính sinh khối và carbon lâm phần ...................................................... 106
3.3.3 Cấu trúc sinh khối, carbon lâm phần ........................................................................ 116
3.3.4 Dự báo tăng trưởng sinh khối và hấp thụ CO2 của lâm phần ................................... 128
3.4
–
............................................................................... 133
3.3.1

3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.5

.................................................. 134
.......................... 141
......................................................... 137
–
.....
2

............................................................. 43
Bảng 2.4: Các dạng hàm thử nghiệm ................................................................................... 49
Bảng 3.1: Kết quả dò tìm mô hình ước tính sinh khối cây rừng (AGB = a*DBHb) theo 4
phương pháp ước lượng hàm là bình phương tối thiểu, Marquardt và có hay không có
trọng số Weight .......................................................................................................... 66
Bảng 3.2: Thử nghiệm lựa chọn mô hình ước tính sinh khối AGB dạng một biến (DBH)
hoặc carbon trong lá (Cl) theo tổ hợp một biến (DBH^2*H) ..................................... 71
Bảng 3.3: Mô hình ước tính sinh khối trên mặt đất các bộ phận thân cây với các nhân tố
điều tra ........................................................................................................................ 76
Bảng 3.4: Mô hình ước tính carbon trên mặt đất các bộ phận thân cây với các nhân tố điều
tra ................................................................................................................................ 77
Bảng 3.5 Lượng carbon, CO2
...... 78
Bảng 3.6: Mô hình ước tính sinh khối trên mặt đất với các nhân tố điều tra ...................... 79
Bảng 3.7: Kết quả xây dựng mô hình ước tính sinh khối dưới mặt đất (BGB) với các nhân
tố điều tra .................................................................................................................... 81
Bảng 3.9: Mô hình ước tính carbon cây gỗ dưới mặt đất (C(BGB)) với các nhân tố điều tra
.................................................................................................................................... 84
................... 85
Bảng 3.11: Mô hình sinh trắc ước tính AGB theo họ thực vật ............................................ 86
Bảng 3.12: So sánh biến động S% của mô hình ước tính sinh khối theo họ thực vật và
chung các loài ............................................................................................................. 87
Bảng 3.13: AGB theo họ và chung các họ qua các mô hình ............................................... 87
Bảng 3.14: Mô hình sinh trắc ước tính AGB theo nhóm khối lượng thể tích gỗ (WD) ...... 90
............................................... 91
Bảng 3.16: Mô hình ước tính sinh khối, carbon gián tiếp ................................................... 92
Bảng 3.18: Mô tả các chỉ tiêu thông kê các hệ số HSCĐC, BCEF và BEF ........................ 94
Bảng 3.19: Biến động S% của các mô hình cho rừng nhiệt đới ẩm trên thế giới so với số
liệu quan sát ở rừng lá rộng thường xanh vùng Tây Nguyên ..................................... 95
....... 97

đường cong chiều cao theo cấp năng suất ................................................................ 117
Bảng 3.42: Mô hình H/DBH trung bình của 3 cấp chiều cao ............................................ 117
Bảng 3.43 Mô tả các chỉ tiêu sinh khối trên mặt đất lâm phần .......................................... 120
Bảng 3.44: Mô tả các chỉ tiêu thống kê hệ số BCEF ......................................................... 121
Bảng 3.45: Phân cấp sinh khối lâm phần thành 3 cấp ....................................................... 121
Bảng 3.46 Kết quả phân tích ANOVA phân cấp sinh khối lâm phần ............................... 121
-2..................................................................................................................... 125
Bảng 3.49 Tổng hợp carbon các bể chứa theo cấp năng suất và sinh khối........................ 126
Bảng 3.50 Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất I, cấp sinh khối 1 (I-1).............. 129
Bảng 3.51: Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất II, cấp sinh khối 2 (II-2) .......... 130
Bảng 3.52 Tăng trưởng sinh khối, carbon cấp năng suất III, cấp sinh khối 3 (III-3) ........ 130
Bảng 3.53: Tăng trưởng sinh khối, carbon và khả năng hấp thụ CO2 ở 9 đơn vị phân chia
(3 cấp sinh khối – 3 cấp năng suất) của rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên .. 131
.................................................................................................................. 135

xii


xiii

tinh SOPT 5 .............................................................................................................. 140

(Nguồn: Winrock, International, 2010) ..................... 6
8
Hình 1.3: Đồ thị quan hệ phần dư có trọng số với giá trị của mô hinh ............................... 12
................................................................................ 36
Hình 2.2: Sơ đồ phân bố ô mẫu khu vực nghiênð cứu........................................................ 41
Hình 2.3: Sơ đồ ô phân tầng (ICRAF 2007) ....................................................................... 42
không vỏ .............................................................................................................. 45
Hình 2.5: Xác định thể tích gỗ, vỏ tươi bằng ống đo nước (ml) .......................................... 47



xiv

Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình

............................................ 100
3.15: Đám mây điểm quan hệ giữa SOC với các nhân tố BA, N, M và TAGTB .... 102
3.16: Đám mây điểm quan hệ giữa Bhg, Chg với N. BA, M và TAGTB ............... 103
3.17: Đám mây điểm quan hệ giữa Bli, Cli với Ba, N, M và TAGTB .................... 104
3.18: Đám mây điểm quan hệ giữa Bdw, Cdw với các nhân tố N, M và TAGTB .. 106
3.19: Đồ thị đám mây điểm H/DBH và giới hạn trên và dưới của hệ thống cấp chiều
cao phân chia ..................................................................................................... 118
3.20: Biểu cấp chiều cao và đồ thị cấp chiều cao rừng lá rộng thường xanh vùng Tây
Nguyên .............................................................................................................. 119
3.21: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp I-1.............................. 123
3.22: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp II-2 ............................ 124
3.23: Cấu trúc sinh khối trên và dưới mặt đất lâm phần cấp III-3 ........................... 125
-2......... 126
3.25: Tỷ lệ carbon các bể chứa trong lâm phần ở cấp năng suất, sinh khối trung bình
(II-2) .................................................................................................................. 128

Nhiều nhà khoa học trên thế giới như Basuki và cộng sự. (2009) [33], Brown và
cộng sự. (1992, 1989, 1997) [37,38,39], Chave và cộng sự. (2004, 2005)
[43,44],…đã xây dựng mô hình sinh trắc (allometric equations) để ước tính sinh
khối, từ đó suy ra carbon tích lũy và CO2 hấp thụ cho

các kiểu rừng khác

nhau như rừng ôn đới, rừng nhiệt đới khô, rừng nhiệt đới ẩm, và nhiệt đới ẩm ướt.
Các mô hình trên thế giới lập cho vùng rừng nhiệt đới còn rất ít, hoặc chỉ lập chung
cho một số kiểu rừng chính của vùng nhiệt đới, chưa lập được cho từng vùng sinh
thái; bên cạnh đó dữ liệu còn ít và các mô hình này chưa được đánh giá độ chính
xác ở Việt Nam. Ngoài ra hầu hết các mô hình phục vụ cho ước tính, giám sát
carbon rừng hầu hết chỉ dừng lại phần sinh khối trên mặt đất, thiếu sinh khối dưới
mặt đất, chưa có dữ liệu phân tích hàm lượng để lập mô hình ước tính carbon rừng,
chủ yếu sử dụng hệ số chuyển đổi từ sinh khối sang carbon với giá trị trung bình là
0.47 của IPCC (2003, 2006) [72,73].
Từ năm 2009 dưới sự hỗ trợ của FAO

, Việt Nam đã khởi

động chương trình UN-REDD+ quốc gia. Để tham gia chương trình REDD+, cần có
những nghiên cứu về phương pháp đ
dữ liệu có cơ sở khoa học, đá

, giám sát carbon để cung cấp thông tin,
đổi của các bể chứa carbon trong

các hệ sinh thái rừng làm cơ sở tính toán chi trả dịch vụ môi trường.
Theo IPCC (2006) [73], rừng có 5 bể chứa carbon bao gồm trong cây gỗ phần
trên trên mặt đất, trong rễ cây rừng, trong thảm mục, gỗ chết và carbon hữu cơ

và rừng ôn đới. Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ này cũng chỉ dừng lại ở việc
phân l


3

+

.

2

Tây Nguyên là vùng có diện tích rừng tự nhiên lớn nhất trong cả nước, trong
đó tích lũy một lượng lớn sinh khối và carbon; đồng thời đây cũng là vùng mà diện
tích rừng có nhiều biến động; vì vậy để tham gia chương trình REDD+ cần có hệ
thống mô hình và công nghệ để đo tính giám sát carbon rừng. Cho đến nay đã có
một số công trình nghiên cứu về vấn đề này như Bảo Huy và cộng sự (2012) [11],
Võ Đại Hải (2012) [5],Vũ Tấn Phương (2013) [87], trong khuôn khổ chương trình
UN-REDD Việt Nam; tuy nhiên cũng cần có nghiên cứu bổ sung một cách hệ thống
để cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc thực hiện chương trình này ở vùng
Tây Nguyên.
:“

N

2

.
2. Mục tiêu của luận án:
Về lý luận:

.
: Bao gồm sinh khối và carbon trong 5 bể chứa
của rừng theo IPCC (2006); trong cây gỗ trên mặt đất, dưới mặt đất, trong thảm
mục, gỗ chết và carbon hữu cơ trong đất
.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Ý nghĩa khoa học: Cung cấp cơ sở khoa học xây dựng mô hình sinh trắc ước
tính sinh khối, carbon cây rừng, lâm phần; đưa ra giải pháp

công nghệ

giám sát hấp thụ, phát thải CO2 cho rừng lá rộng thường xanh ở khu vực
Tây Nguyên.
- Ý nghĩa thực tiễn: Đưa ra các mô hình ước tính sinh khối, carbon cây rừng,
lâm phần; Mô hình, hệ số chuyển đổi sang sinh khối, carbon
đếm từ các bể dễ đo đếm

các bể chứa khó đo

từ

. Ứng dụng

công nghệ viễn thám GIS trong giám sát tài nguyên, sinh khối và carbon rừng.
5. Những đóng góp mới của luận án:
Đóng góp của luận án bao gồm:
Bổ sung cơ sở khoa học cho việc dự báo sinh khối và trữ lượng carbon rừng lá
rộng thường xanh ở vùng Tây Nguyên.
Đề xuất được hướng ứng dụng ảnh vệ tinh SPOT5 và GIS trong việc giám sát
sinh khối, carbon và phát thải trong lâm nghiệp ở vùng Tây Nguyên.

theo IPCC
Cơ quan liên chính phủ về Biến đổi khí hậu IPCC (2003) [72] xác định 5 bể
chứa carbon rừng cần giám sát để đo độ phát thải gây ra do mất rừng và suy t
carbon hữu cơ trong đất. Ngoài ra còn có bể chứa carbon trong các sản phẩm gỗ
).
Hình 1.1

: i) Trong cây gỗ phần trên

mặt đất; ii) Trong thảm mục; iii) Trong cây chết; iv) Trong rễ cây dưới mặt đất
v) Trong đất rừng. Riêng bể chứa carbon ở sản phẩm gỗ đã được di chuyển khỏi
rừng.

Hình 1.1: Năm bể

(Nguồn: Winrock, International, 2010)[110]

IPCC (2003) [72] cũng giới thiệu ba bậc (Tier) cho việc kiểm kê khí nhà kính
quốc gia. Mỗi bậc đòi hỏi cần nhiều dữ liệu hơn và các phân tích phức tạp hơn để
đảm bảo tính chính xác cao hơn. Hoạt động giám sát, báo cáo và thẩm định (MRV)
mất rừng và suy thoái rừng bao gồm hai hợp phần: (i) giám sát thay đổi diện tích
rừng theo từng loại rừng (dữ liệu hoạt động); và (ii) giám sát trữ lượng carbon trung
bình trên một đơn vị diện tích và theo loại rừng (mật độ carbon) (theo IPCC, 2003).
Do đó, phương thức tiếp cận đơn giản nhất (Bậc 1) là theo dõi thay đổi về diện tích
của mỗi loại rừng, và tính toán trữ lượng carbon trong mỗi loại rừng bằng cách sử
dụng các giá trị mặc định quốc tế về mật độ carbon. Trong Bậc 2, tính chính xác


Luận án đầy đủ ở file: Luận án Full