Nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của trạng thái rừng phục hồi iia tại huyện sìn hồ, tỉnh lai châu

Lượng carbon tích lũy trong tầng cây tái sinh trạng thái rừng phục hồi IIA huyện Sìn Hồ .... Vì vậy, việc nghiên cứu xác định tích lũy Carbon và trữ lượng carbon trong các hệ sinh thái r

HOÀNG HỮU TỰ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CARBON CỦA TRẠNG THÁI RỪNG PHỤC HỒI IIA TẠI HUYỆN SÌN HỒ, TỈNH LAI CHÂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Thái Nguyên - 2021

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH TIẾN

Thái Nguyên - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi, được thực hiện trong thời gian từ năm 2020 đến 2021 Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình nào khác, nếu có gì sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2021

Người viết cam đoan

Hoàng Hữu Tự

LỜI CẢM ƠN

Luận văn nghiên cứu khoa học này được hoàn thành theo chương trình đào tạo Thạc sỹ chuyên ngành Lâm học tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Để hoàn thành báo cáo khoa học này, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Khoa Lâm nghiệp, Phòng Quản lý Đào tạo sau Đại học và Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, các bạn bè đồng nghiệp và địa phương nơi tác giả thực hiện nghiên cứu Nhân dịp này tác giả xin ghi nhận về sự giúp đỡ quý báu đó

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thày giáo TS Nguyễn Thanh Tiến, người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian quý báu và tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện báo cáo khoa học này

Cảm ơn Hạt kiểm lâm huyện Sìn Hồ, Chi cục kiểm lâm tỉnh Lai Châu, là cơ quan tôi đang công tác, các bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã động viên, giúp đỡ

và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu

Tác giả cũng nhận được sự giúp đỡ của UBND huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu,

KS lâm nghiệp Mạc Chí Thu và KS lâm nghiệp Phàn Thị Đúc trong việc thu thập số liệu; trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện trong thời gian xử lý

số liệu và hoàn chỉnh luận văn, tác giả xin cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do còn một số hạn chế về thời gian, về kinh nghiệm thực hiện một nghiên cứu khoa học, nên báo cáo này không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các đồng nghiệp

Xin trân trọng cảm ơn !

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2021

TÁC GIẢ

HOÀNG HỮU TỰ

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Mục tiêu nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa nghiên cứu 3

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở khoa học của nghiên cứu 4

1.1.1 Công ước liên hợp quốc về biến đổi khí hậu 4

1.1.2 Cơ chế phát triển sạch (CDM) và thị trường Carbon 6

1.2 Khái quát vấn đề nghiên cứu 9

1.2.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu tích lũy Carbon 12

1.2.2 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 18

1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 22

1.3.1 Điều kiện tự nhiên 22

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 28

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 28

2.3 Nội dung nghiên cứu 28

2.4 Phương pháp nghiên cứu 28

2.4.1 Chuẩn bị 28

2.4.2 Ngoại nghiệp 29

2.4.3 Phương pháp nội nghiệp 30

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 Đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi trạng thái IIA tại huyện Sìn Hồ 33

3.1.1 Đặc điểm cấu trúc tổ thành 33

3.1.2 Kết quả nghiên cứu đặc điểm cấu trúc mật độ trạng thái rừng IIA tại Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu 36

3.1.3 Kết quả phân tích chỉ số đa dạng sinh học 36

3.1.4 Kết quả nghiên cứu đặc điểm cấu trúc ngang 38

3.2 Kết quả nghiên cứu đặc điểm sinh khối khô trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn Hồ, Lai Châu 42

3.2.1 Đặc điểm sinh khối khô tầng cây gỗ 42

3.2.2 Đặc điểm sinh khối khô tầng cây tái sinh 43

3.2.3 Sinh khối khô tầng cây bụi thảm tươi 46

3.2.4 Sinh khối khô vật rơi rụng 47

3.2.5 Thống kê sinh khối khô toàn lâm phần trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ, Lai Châu 49

3.3 Lượng carbon tích lũy trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ 50

3.3.1 Lượng carbon tích lũy trong tầng cây gỗ 50

3.3.2 Lượng carbon tích lũy trong tầng cây tái sinh 52

3.3.3 Lượng carbon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi 53

3.3.4 Lượng carbon tích lũy trong vật rơi rụng 54

3.3.5 Tổng hợp lượng carbon tích lũy trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ 56 3.4 Dự báo lượng CO2 hấp thu tương ứng ở rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu 57

3.5 Đề xuất một số phương pháp xác định lượng Carbon tích lũy đối với trạng thái rừng IIA 59

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

1 Kết luận 62

2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Công thức tổ thành trạng thái rừng IIA huyện Sìn Hồ 34Bảng 3.2 Mật độ cây gỗ trạng thái rừng IIA tại Sìn Hồ 36Bảng 3.3 Chỉ số đa dạng sinh học của tầng cây gỗ ở trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu 37Bảng 3.4 Phân bố số cây gỗ theo cấp đường kính ở trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu 38Bảng 3.5 Phân bố loài cây theo cấp đường kính ở trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu 40Bảng 3.6 Một số loài chủ yếu ở các cấp đường kính theo các ô tiêu chuẩn ở trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu 42Bảng 3.9 Thống kê sinh khối khô tầng cây gỗ trạng thái rừng IIA tại Sìn Hồ 43Bảng 3.10 Thống kê sinh khối khô cây tái sinh trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn Hồ tỉnh Lai Châu 44Bảng 3.11 Kết quả tổng hợp sinh khối khô cây tái sinh trạng thái rừng phục hồi IIA huyện Sìn Hồ tỉnh Lai Châu 45Bảng 3.12 Sinh khối khô cây bụi, thảm tươi trạng thái IIA tại Sìn Hồ 46Bảng 3.13 Sinh khối khô vật rơi rụng dưới tán rừng IIA huyện Sìn Hồ 48Bảng 3.14 Tổng hợp sinh khối khô toàn lâm phần trạng thái rừng IIA tại Sìn

Hồ, Lai Châu 49Bảng 3.15 Lượng tích lũy Carbon tầng cây gỗ trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu 51Bảng 3.16 Lượng carbon tích lũy trong tầng cây tái sinh trạng thái rừng phục hồi IIA huyện Sìn Hồ 52Bảng 3.17 Lượng C tích lũy trong cây bụi, thảm tươi trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ 53

Bảng 3.18 Lượng C tích luỹ trong vật rơi rụng tại huyện Sìn Hồ 55

Bảng 3.19 Lượng carbon tích lũy trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ 56

Bảng 3.20 Lượng CO2 hấp thu trong tầng cây gỗ 58

trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ 58

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Biến đổi khí hậu Trái đất và những hiệu ứng nguy hại của nó đang là mối quan tâm của toàn nhân loại, vấn đề này đang ngày càng trở lên rõ ràng hơn và đang được các nhà khoa học hàng đầu nghiên cứu tìm giải pháp giảm thiểu Sự gia tăng nhanh chóng nồng độ khí nhà kính trong khí quyển là nguyên nhân chính dẫn đến biến đổi khí hậu Và một trong những nguồn gây phát thải khí nhà kính là do sự chuyển đổi rừng tự nhiên sang các loại hình sử dụng đất phi lâm nghiệp Ước tính khoảng 20% tổng lượng phát thải khí nhà kính là do chuyển đổi rừng (IPCC, 2007) Do đó, nghiên cứu khả năng hấp thụ và tích lũy carbon của rừng lại càng trở nên quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay

Năm 1992, Công ước chung về Biến đổi khí hậu của Liên Hiệp Quốc (UNFCCC) đã được ký kết với mục tiêu là "ổn định các nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa được sự can thiệp nguy hiểm của con người đối với hệ thống khí hậu" Năm 1997, Nghị định thư Kyoto được

ký kết đã tạo ra những nghĩa vụ ràng buộc pháp lý cho các quốc gia phát triển nhằm cắt giảm khí thải nhà kính Trong các văn bản này, việc quản lý khí nhà kính được đặc biệt quan tâm, trong đó các hệ sinh thái rừng tự nhiên nhiệt đới được coi là các “bể chứa” carbon khổng lồ và là yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu hiệu ứng nhà kính và ngăn ngừa hiện tượng biến đổi khí hậu

Vì vậy, việc nghiên cứu xác định tích lũy Carbon và trữ lượng carbon trong các hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên nhiệt đới đang ngày càng trở lên cần thiết đối với mỗi quốc gia, vừa có ý nghĩa đối với việc kiểm kê khí nhà kính vừa có ý nghĩa trong thương mại hóa giá trị hấp thụ carbon của rừng

Sìn Hồ là một huyện miền núi của tỉnh Lai Châu, có diện tích lâm nghiệp chiếm phần lớn, độ che phủ rừng tính đến tháng 12/2020 đạt 42,12% Trong

những năm gần đây công tác phát triển rừng được quan tâm hơn, diện tích rừng

đã lên tăng cả về diện tích và chất lượng rừng, đặc biệt diện tích rừng phục hồi sau nương rẫy Để đánh giá được giá trị thực của rừng phục hồi sau nương rẫy tại tỉnh Lai Châu nói chung và huyện Sìn Hồ nói riêng, qua đó có thể thương mại hoá chứng chỉ giảm phát thải, chủ yếu là lượng CO2, thì cần thiết phải xác định được trữ lượng Carbon có trong tích lũy Carbon của các loại rừng

Cả khía cạnh về khái niệm và việc triển khai thực hiện các dự án CDM thực sự là vẫn còn mới mẻ tại Việt Nam Vì vậy, việc thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừng và thương mại hóa giá trị hấp thụ carbon còn thiếu cơ sở khoa học Huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu, một trong những khu vực miền núi

có nhiều trạng thái rừng phục hồi IIA, song chưa có đề tài nào nghiên cứu một cách có hệ thống về khả năng hấp thụ CO2, tích trữ Carbon và trữ lượng Carbon của rừng nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc xác định lượng carbon, và thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừng theo Luật Lâm nghiệp

Xuất phát từ những vấn đề của thực tiễn, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài

“Nghiên cứu khả năng tích lũy Carbon của trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu”

2 Mục đích nghiên cứu

Cung cấp hêm những thông tin khoa học về một số chỉ tiêu bình quân lâm phần và khả năng tích lũy Carbon của rừng phục hồi trạng thái IIA Góp phần thương mại hóa giá trị hấp thụ carbon và thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừng theo Luật Lâm nghiệp

3 Mục tiêu nghiên cứu

- Khái quát được một số chỉ tiêu bình quân lâm phần trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn Hồ, Lai Châu

- Xác định được sinh khối tầng cây gỗ, cây bụi, thảm tươi trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ

- Xác định được lượng Carbon tích lũy ở tầng cây gỗ, cây bụi, thảm tươi trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ

- Xác định được lượng CO2 hấp thụ tương đương ở tầng cây gỗ, cây bụi, thảm tươi trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ

- Đề xuất được một số phương pháp xác định lượng Carbon tích lũy đối với trạng thái rừng IIA

4 Ý nghĩa nghiên cứu

Tiếp cận với các phương pháp xác định lượng Carbon tích lũy Kết quả nghiên cứu đề tài là cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp chi trả dịch vụ môi trường rừng, thương mại hóa giá trị hấp thụ carbon Bên cạnh đó, việc xây dựng được mối tương quan giữa tích lũy Carbon với các nhân tố điều tra sẽ giúp ích cho các quá trình nghiên cứu về sau Kết quả đề tài cũng là những tư liệu khoa học để cho sinh viên và học viên tham khảo trong lĩnh vực về Carbon của rừng

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học của nghiên cứu

1.1.1 Công ước liên hợp quốc về biến đổi khí hậu

Công ước khung của Liên Hiệp Quốc về Biến đổi Khí hậu (United

Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC hoặc FCCC)

là một hiệp ước quốc tế về môi trường được đàm phán tại Hội nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường và Phát triển (UNCED), thường được gọi là Hội nghị Thượng đỉnh Trái Đất diễn ra tại Rio de Janeiro từ ngày 3 đến 14 tháng 6 năm

1992 Mục tiêu của hội nghị là "ổn định các nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa được sự can thiệp nguy hiểm của con người đối với hệ thống khí hậu"

Bản thân công ước này không ràng buộc giới hạn phát thải khí nhà kính cho các quốc gia đơn lẻ và không bao gồm cơ chế thực thi Do đó công ước này là không bắt buộc về mặt pháp lý Thay vào đó công ước cung cấp một bộ khung cho việc đàm phán các hiệp ước quốc tế cụ thể (gọi là "nghị định thư")

có khả năng đặt ra những giới hạn ràng buộc về khí nhà kính

UNFCCC được mở ra để ký kết từ 9 tháng 5 năm 1992, sau khi một Ủy ban Đàm phán Liên chính phủ xây dựng văn bản của công ước khung như một báo cáo theo sau cuộc họp tại New York từ ngày 30 tháng 4 đến 9 tháng

5 năm 1992 Nó bắt đầu có hiệu lực ngày 21 tháng 3 năm 1994 Tính đến nay, UNFCCC đã có 194 nước phê chuẩn công ước này

Các bên tham gia Công ước gặp mặt hằng năm từ năm 1995 tại Hội nghị các bên (COP) để đánh giá tiến trình đối phó với biến đổi khí hậu Năm

1997, Nghị định thư Kyoto được ký kết đã tạo ra những nghĩa vụ ràng buộc pháp lý cho các quốc gia phát triển nhằm cắt giảm khí thải nhà kính của

họ Các thỏa thuận Cancun năm 2010 tuyên bố rằng sự ấm lên toàn cầu trong

tương lai cần được giới hạn dưới 2,0 °C (3,6 °F) tương đương với mức tiền công nghiệp

Mới đây nhất, Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp

Quốc năm 2021 (tiếng Anh: 2021 United Nations Climate Change

Conference), thường được biết đến nhiều hơn với tên viết tắt COP26 là Hội

nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 Hội nghị được lên kế hoạch tổ chức tại Trung tâm SEC ở Glasgow, Scotland, Vương quốc Anh vào ngày 31 tháng 10 đến ngày 13 tháng 11 năm 2021 dưới sự chủ trì của Alok Sharma Hội nghị đã bị trì hoãn trong một năm bởi Đại dịch COVID-19

Đây là Hội nghị (COP) lần thứ 26 của các bên tham gia Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu và cuộc họp thứ ba của các bên tham gia Thỏa thuận Paris Đây là lần đầu tiên các bên dự kiến sẽ cam kết nâng cao tham vọng hướng tới giảm thiểu biến đổi khí hậu kể từ COP21 Các bên được yêu cầu thực hiện 5 năm một lần như được nêu trong Thỏa thuận Paris, một quy trình thường được gọi là 'cơ chế bánh cóc' để làm mới các cam kết quốc gia Mục tiêu quan trọng của các nhà tổ chức hội nghị là kiểm soát được việc nhiệt độ ấm thêm 1,5॰C Theo các nhà đàm phán của BBC, những người có thể là chìa khóa của cuộc đàm phán này bao gồm Giải Chấn Hoa, Ayman Shasly, Sheikh Hasina và Teresa Ribera Lãnh đạo của hơn 100 quốc gia với khoảng 85% diện tích rừng trên thế giới bao gồm Canada, Nga, Cộng hòa Dân chủ Congo và Hoa Kỳ, đã đồng ý chấm dứt nạn phá rừng vào năm

2030 theo thỏa thuận tương tự năm 2014,trong đó bao gồm Brazil, Indonesia, các doanh nghiệpvà nhiều nguồn lực tài chính hơn Các chữ ký đồng thuận thỏa thuận Tuyên bố New York về Rừng năm 2014 cam kết giảm một nửa nạn phá rừng vào năm 2020 và chấm dứt vào năm 2030, tuy nhiên trong giai đoạn 2014-2020, nạn phá rừng đã tăng cao hơn Vào ngày 9 tháng 11, Trình

theo dõi khí hậu đã báo cáo rằng các mục tiêu hiện tại cho đến năm 2030 vẫn

"hoàn toàn không đủ", điều khiến nền văn minh nhân loại toàn cầu phải theo dõi sự tăng nhiệt độ thêm 2.4 °C của hệ thống Trái đất Họ đã đánh giá các cam kết của tổng cộng 40 quốc gia trong đó chiếm 85% các cam kết cắt giảm

xả thải ròng bằng 0, trong đó các quốc gia chỉ chiếm 6% lượng khí thải toàn cầu - các quốc gia Châu Âu, Anh, Chile và Costa Rica - cam kết các mục tiêu được xem là "có thể chấp nhận được" về tính toàn diện, cũng như đã có các kế hoạch chính sách chi tiết rõ ràng mô tả các bước cùng cách thức đạt được các mục tiêu đó

1.1.2 Cơ chế phát triển sạch (CDM) và thị trường Carbon

1.1.2.1 Cơ chế phát triển sạch (CDM)

Cơ chế phát triển sạch (CDM - Clean Development Mechanism) là cơ chế hợp tác được thiết lập trong khuôn khổ nghị định thư Kyoto (Nhật Bản) tháng 12 năm 1997, Nghị định thư đã thiết lập một khuôn khổ pháp lý mang tính toàn cầu cho các bước khởi đầu nhằm kiềm chế và kiểm soát xu hướng gia tăng phát thải khí nhà kính đưa ra các mục tiêu giảm phát thải chính và thời gian thực hiện cho các nước phát triển, theo đó các nước phát triển (các nước công nghiệp) hỗ trợ, khuyến khích các nước đang phát triển thực hiện các dự án thân thiện với môi trường, nhằm phát triển bền vững Cơ chế này đóng vai trò rất quan trọng đối với các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam, nó cho phép các nước phát triển đạt được các chỉ tiêu

về giảm phát thải khí nhà kính bắt buộc thông qua đầu tư thương mại các dự

án trồng rừng tại các nước đang phát triển, nhằm hấp thụ khí CO2 từ khí quyển và làm giảm lượng phát thải khí nhà kính Có 2 phương thức CDM, đó là CDM cho giảm khí nhà kính (CDM thông thường hay CDM năng lượng) và CDM cho hấp thụ khí nhà kính bằng các bể hấp thụ (Trồng rừng/ Tái trồng rừng theo CDM hay AR-CDM)

CDM là một trong 3 cơ chế linh hoạt của Nghị định thư Kyoto, trong đó

nó cho phép các nước phát triển đạt được các chỉ tiêu về giảm phát thải khí nhà kính bắt buộc thông qua đầu tư thương mại các dự án trồng rừng tại các nước đang phát triển, nhằm hấp thụ khí CO2 từ khí quyển và làm giảm lượng phát thải khí nhà kính Hiện tại các nước đang phát triển chưa phải bắt buộc hạn chế mức phát thải, do mức phát thải của họ còn thấp so với chỉ tiêu Bằng cách phối hợp với các nước phát triển để đầu tư triển khai các dự án CDM, họ

sẽ đóng góp làm giảm lượng phát thải toàn cầu

1.1.2.2 Thị trường Carbon

Những hoạt động của con người ngày càng gia tăng cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội đã và đang dẫn đến những tác động tiêu cực đối với hệ thống khí hậu toàn cầu Tại hội nghị thượng đỉnh về môi trường và phát triển tại Brazil năm 1992, 155 quốc gia đã ký kết Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC)

Tháng 12 năm 1997, Nghị định thư Kyoto được thông qua đã thiết lập một khuôn khổ pháp lý mang tính toàn cầu cho các bước khởi đầu nhằm kiềm chế và kiểm soát xu hướng gia tăng phát thải khí nhà kính, đưa ra mục tiêu giảm 6 loại khí nhà kính gồm: CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6 và thời gian thực hiện cho các nước phát triển Đặc biệt nghị định thư đã đưa một số

cơ chế linh hoạt nhằm giúp cho bên bị ràng buộc bởi các cam kết có thể tìm giải pháp giảm khí phát thải ra bên ngoài phạm vi địa lý của quốc gia mình

với chi phí chấp nhận được, bao gồm: Cơ chế đồng thực hiện (Jiont Implementation - JI); Cơ chế buôn bán quyền phát thải (International Emissions Trading - IET); Cơ chế phát triển sạch (Clean Development Mechanism - CDM)

Với cơ chế phát triển sạch CDM của Nghị định thư Kyoto mở ra cơ hội cho các nước đang phát triển trong việc tiếp nhận đầu tư từ các nước phát triển để thực hiện các dự án về quản lý bảo vệ rừng, trồng rừng và phục hồi rừng, hạn chế tình trạng chuyển đổi mục đích sử dụng đất lâm nghiệp sang các loại đất khác, thúc đẩy sản xuất nông nghiệp theo hướng nông lâm kết hợp

Tại Hội nghị đa dạng sinh học (CBD 2000) xác định sự quan tâm của xã hội đã tăng lên liên quan tới CDM và cộng đồng địa phương là một phần không thể thiếu trong hệ sinh thái rừng và cần phải tôn trọng quyền và những mối quan tâm của họ Nó giúp cho người dân địa phương có thể có những thuận lợi hơn trong thị trường mới với nhiều cơ hội về nhu cầu gỗ và lâm sản ngoài gỗ ở các quốc gia đang phát triển được chứng nhận dịch vụ gỗ và môi trường không có carbon (Scheer, 2002)

Các loại dịch vụ môi trường rừng hiện nay gồm: Bảo vệ đất, hạn chế xói mòn và bồi lắng lòng hồ, lòng sông, lòng suối; Điều tiết, duy trì nguồn nước cho sản xuất và đời sống xã hội; Hấp thụ và lưu giữ các-bon của rừng; giảm phát thải khí nhà kính từ hạn chế mất rừng và suy thoái rừng, quản lý rừng bền vững, tăng trưởng xanh; Bảo vệ, duy trì vẻ đẹp cảnh quan tự nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học hệ sinh thái rừng cho kinh doanh dịch vụ du lịch; Cung ứng bãi đẻ, nguồn thức ăn, con giống tự nhiên, nguồn nước từ rừng và các yếu tố từ môi trường, hệ sinh thái rừng để nuôi trồng thủy sản (Điều 61 Luật Lâm nghiệp năm 2017) thì cơ chế đền bù cho thị trường carbon là cao hơn cả, thậm chí rừng carbon được xem là một đóng góp quan trọng trong giảm nghèo

Trao đổi carbon là một chiến lược nhờ đó các công ty ở các nước công nghiệp có thể hỗ trợ tài chính cho các dự án nhằm lưu giữ lại các loại khí nhà kính trong sinh khối rừng để cân bằng lượng carbon mà họ phát thải ra Trên

cơ sở đó hình thành khái niệm rừng carbon (Carbon Forestry), đó là các khu rừng được xác định với mục tiêu điều hoà và lưu giữ khí carbon phát thải từ công nghiệp Khái niệm này thường gắn liền với các chương trình dự

án cải thiện đời sống cho người dân sống trong và ven rừng, họ là những người bảo vệ rừng, do đó, cần phải có sự đền bù, chi trả phù hợp nói cách khác là các hoạt động nhằm tích lũy carbon dựa vào cộng đồng chỉ có thể thành công nếu như có một cơ chế cụ thể để duy trì và bảo vệ lượng carbon lưu trữ gắn với sinh kế của người dân sống trong và ven rừng

1.2 Khái quát vấn đề nghiên cứu

Trạng thái rừng IIA là: Trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy được đặc trưng bởi lớp cây tiên phong ưa sáng, mọc nhanh, thường đều tuổi và có kết cấu một tầng (Loeschau, 1963) [7]

Khả năng tích lũy carbon của rừng được đánh giá qua sinh khối mà rừng đạt được Sinh khối rừng được định nghĩa là tổng khối lượng khô kiệt của rừng trên một đơn vị diện tích (thường tính bằng tấn/ha) Sinh khối của rừng thường bao gồm các bộ phận: sinh khối trên mặt đất (gồm sinh khối cây sống, sinh khối thảm mục, sinh khối cây chết) và sinh khối dưới mặt đất (là sinh khối rễ) (Vũ Tấn Phương, 2009) [9]

Các nhà sinh thái rừng đã dành sự quan tâm đặc biệt đến nghiên cứu sự khác nhau về sinh khối rừng ở các vùng sinh thái Tuy nhiên, việc xác định đầy đủ sinh khối rừng không dễ dàng, đặc biệt là sinh khối của hệ rễ, trong đất rừng, nên việc làm sáng tỏ vấn đề trên đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn nữa mới đưa ra được những dẫn liệu mang tính thực tiễn và có sức thuyết phục cao Hệ thống lại có 3 cách tiếp cận để xác định sinh khối rừng như sau:

- Tiếp cận thứ nhất dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối rừng với kích thước của cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó Hướng tiếp cận này được sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và Châu Âu (Whittaker, 1966; Tritton và Hornbeck, 1982; Smith và Brand, 1983) Tuy nhiên, do khó khăn trong việc thu thập rễ cây, nên hướng tiếp cận này chủ yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất (Grier và cộng sự, 1989; Reichel, 1991; Burton V Barner và cộng sự, 1998)

- Tiếp cận thứ hai để xác định sinh khối rừng là đo trực tiếp quá trình sinh lý điều khiển cân bằng carbon trong hệ sinh thái Cách này bao gồm việc

đo cường độ quang hợp và hô hấp cho từng thành phần trong hệ sinh thái rừng (lá, cành, thân, rễ), sau đó ngoại suy ra lượng CO2 tích luỹ trong toàn bộ

hệ sinh thái Các nhà sinh thái rừng thường sử dụng tiếp cận này để dự tính tổng sản lượng nguyên, hô hấp của hệ sinh thái và sinh khối hiện có của nhiều dạng rừng trồng hỗn giao ở Bắc Mỹ (Botkin và cộng sự, 1970; Woodwell và Botkin, 1970)

- Tiếp cận thứ ba được phát triển trong những năm gần đây với sự hỗ trợ của kỹ thuật vi khí tượng học (micrometeological techniques) Phương pháp phân tích phương sai đã cho phép định lượng sự thay đổi của lượng CO2

theo mặt phẳng đứng của tán rừng Căn cứ vào tốc độ gió, hướng gió, nhiệt

độ, số liệu CO2 theo mặt phẳng đứng sẽ được sử dụng để dự đoán lượng carbon đi vào và đi ra khỏi hệ sinh thái rừng theo định kỳ từng giờ, từng ngày, từng năm Kỹ thuật này đã áp dụng thành công ở rừng thứ sinh Harward - Massachusetts Tổng lượng carbon tích luỹ dự đoán theo phương pháp phân tích hiệp phương sai dòng xoáy là 3,7 megagram/ha/năm Tổng lượng carbon

hô hấp của toàn bộ hệ sinh thái vào ban đêm là 7,4 megagram/ha/năm, nói lên rằng tổng lượng carbon đi vào hệ sinh thái là 11,1 megagram/ ha/năm (Wofsy

và cộng sự, 1993)

Các nhân tố điều tra lâm phần như sinh khối, tổng tiết diện ngang, mật

độ, tuổi, chiều cao tầng trội, và thậm chí các yếu tố khí hậu và đất đai có mối liên hệ với nhau và được mô phỏng bằng các phương trình quan hệ Các phương trình này được sử dụng để xác định sinh khối cho lâm phần

Theo phương pháp này sinh khối lâm phần được xác định từ phương trình đường thẳng để dự đoán sinh khối từ các phép đo đếm cây cá lẻ đơn giản:

Khi các phương trình tương quan phi tuyến cho các biến lâm phần được

sử dụng không cần sử dụng phương trình đơn giản trên để tính sinh khối rừng Hạn chế chính của phương pháp này là yêu cầu phải thu thập một số lượng nhất định số liệu các nhân tố điều tra của lâm phần để có thể xây dựng được phương trình Tổng tiết diện ngang, mật độ là những nhân tố điều tra dễ đo đếm, đảm bảo độ chính xác, tuổi rừng cũng có thể xác định ở những lâm phần được quản lý tốt hoặc có thể ước lượng từ chiều cao tầng trội Tuy nhiên, những giá trị này thông thường không được chỉ ra ở các nghiên cứu sinh khối Các biến khí hậu và tính chất đất cũng có thể được sử dụng để xây dựng các phương trình tương quan cho lâm phần, nhưng rất khó khăn để thu thập được những số liệu này

Một dạng các nhân tố ước lượng sinh khối khác là các nhân tố điều tra lâm phần được ước lượng bằng công nghệ viễn thám hoặc đầu ra của các mô hình Trong một số trường hợp, một biến, tổng tiết diện ngang Chiều cao lâm phần, có thể được đo đếm trực tiếp trên hiện trường hoặc được ước lượng

thông qua công nghệ viễn thám, từ chiều cao thu thập được này nó có thể được áp dụng phương trình đã xây dựng được để tính sinh khối lâm phần

Ngoài ra, còn có phương pháp đo đếm bằng phương pháp phi truyền thống như ước lượng sinh khối lâm phần trực tiếp bằng các thiết bị hàng không hoặc vệ tinh Những phương pháp này có độ tin cậy thấp hơn đo đếm trực tiếp nhưng thông thường có chi phí thấp hơn Tuy nhiên, chi phí để thiết lập hệ thống rất đắt đỏ (Vũ Tấn Phương, 2009) [9]

1.2.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu tích lũy Carbon

1.2.1.1 Những nghiên cứu trên thế giới

Theo Schimel và cộng sự, trong chu trình carbon toàn cầu, lượng carbon lưu trữ trong thực vật thân gỗ và trong đất khoảng 2,5 Tt2, trong khi đó khí quyển chỉ chứa 0,8 Tt Và hầu hết lượng carbon trên trái đất được tích lũy trong sinh khối cây rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới Từ những nghiên cứu trong lĩnh vực này, Woodwell đã đưa ra bảng thống kê lượng carbon theo kiểu rừng như sau:

Lượng Carbon tích lũy trong các kiểu rừng (Theo Woodwell, Pecan, 1973)

Kiểu rừng Lượng carbon (tỉ tấn) Tỉ lệ (%)

khối thực vật và dưới mặt đất từ 0 - 20cm Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng carbon 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 Trong khi đó phần dưới mặt đất lượng carbon ít biến động hơn, nhưng cũng

có xu hướng giảm dần từ rừng tự nhiên đến đất không có rừng (Joyotee Smith

và Sara J.Scherr, 2002) [18]

Maine van Noorwijk [20] đưa ra nhận định: “Một ha đất nông nghiệp thoái hóa hoặc một ha đất đồng cỏ không hấp thụ được dù chỉ là một chút khí Carbonic, nhưng nếu chuyển sang canh tác nông lâm kết hợp, một ha có thể lưu giữ được hơn 03 tấn Carbon” Vì vậy, cần có những giải pháp hữu hiệu để bảo vệ rừng tự nhiên nói chung, rừng nhiệt đới nói riêng và những chương trình khuyến khích nông dân sử dụng đất theo hướng nông lâm kết hợp

Canell, M.G.R (1982) đã công bố công trình "Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng thế giới - World forest biomass and primary production data" trong đó tập hợp

600 công trình đã được xuất bản về sinh khối khô thân, cành, lá và một số thành phần, sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 nước trên thế giới (Canell, M.G.R, 1982) [17]

Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng carbon tích luỹ của rừng được thực hiện bởi Ilic (2000) và Mc Kenzie (2001) Theo Mc Kenzie (2001), carbon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở bốn bộ phận chính: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây

và đất rừng Việc xác định lượng carbon trong rừng thường được thực hiện thông qua xác định sinh khối rừng (Mc Kenzie, 2001) [19]

Nghiên cứu lượng carbon lưu trữ trong rừng trồng nguyên liệu giấy, Romain Pirard (2005) đã tính lượng carbon lưu trữ dựa trên tổng sinh khối tươi trên mặt đất, thông qua lượng sinh khối khô (không còn độ ẩm) bằng cách lấy tổng sinh khối tươi nhân với hệ số 0,49 sau đó nhân sinh khối khô

với hệ số 0,5 để xác định lượng carbon lưu trữ trong cây (Romain Pirard, 2005) [20]

Rừng trao đổi carbon với môi trường không khí thông qua quá trình quang hợp và hô hấp Rừng ảnh hưởng đến lượng khí nhà kính theo 4 con đường: carbon dự trữ trong sinh khối và đất, carbon trong các sản phẩm gỗ, chất đốt sử dụng thay thế nguyên liệu hóa thạch (IPCC, 2000) [21] Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có tỷ lệ hấp thu CO2

ở sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất là 0,4 - 1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực bắc, 1,5 - 4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới và 4 - 8 tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (Dixon et al., 1994; IPCC, 2000)[22], [21] Brown et al (1996) đã ước lượng, tổng lượng carbon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thu tối đa trong vòng 55 năm (1995 - 2050) là vào khoảng 60 - 87 Gt ( Giga tấn)

C, với 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới [14] và 5% ở rừng cực bắc (Cairns et al., 1997) [ 23] Tính tổng lại, rừng, trồng rừng có thể hấp thu được

11 - 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hóa thạch trong thời gian tương đương (Brown, 1997) [24]

Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào đối tượng rừng trồng thuần loài hoặc một số loài cây nhất định chưa có nghiên cứu chi tiết và tổng thể cho hệ sinh thái rừng tự nhiên Trên thực tế, những nghiên cứu của các nhà khoa học tiến hành đều tiến hành nghiên cứu lượng carbon trên sinh khối trên mặt đất Còn phần carbon tích lũy phần dưới mặt đất cơ bản chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu lượng carbon tích lũy trong rễ cây Hơn nữa, việc nghiên cứu tích lũy carbon trong cây bụi, thảm tươi dưới tán rừng tự nhiên còn rất ít Chủ yếu là những nghiên cứu ở rừng trồng

1.2.1.2 Những nghiên cứu trong nước

Việt Nam là một nước có tiềm năng để thực hiện việc giảm khí phát thải, nhưng thực tế lại thiếu các thông tin cũng như cơ sở khoa học,

phương pháp tính toán, dự báo lượng CO2 hấp thụ bởi thảm phủ của quốc gia làm cơ sở tham gia thị trường carbon toàn cầu Tuy nhiên, những năm gần đây, Việt Nam đã có những nỗ lực thực hiện một số nghiên cứu về sinh khối, khả năng hấp thụ carbon và các hoạt động liên quan đến biến đổi khí hậu tuy chưa đa dạng và đầy đủ nhưng có ý nghĩa quan trọng cho việc nghiên cứu sau này, một số nghiên cứu như:

- Theo nghiên cứu về sinh khối của tác giả Lê Hồng Phúc, 1996 [8] về Thông ba lá thì sinh khối thân chiếm 57 %, sinh khối cành chiếm 17 %, rễ 15

%, lá 9 %; sinh khối gỗ của rừng trồng đạt 74,4 % trọng lượng cây chứng tỏ đây là loài thích hợp cho sản xuất bột giấy, sinh khối vật rơi rụng khoảng 3,9 tấn khô/ha

- Nguyễn Viết Khoa [4] (Trung tâm khuyến nông quốc gia) và TS Võ Đại Hải (Viện khoa học lâm nghiệp) sau khi thực hiện đề tài “nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của rừng trồng keo lai thuần loài tại một số tỉnh phía Bắc” thu được kết quả là tổng lượng carbon tích lũy trong lâm phần keo lai thuần loài rất lớn, dao động từ 449,6 - 113,8 tấn/ha, trong đó tích lũy carbon trong đất chiếm 67,9 % và carbon tầng cây gỗ chiếm 27,5 %; carbon trong vật rơi rụng chiếm 3,1 % trong cây bụi thảm tươi là 1,5 % Lượng tích lũy carbon trong lâm phần keo lai theo các cấp đất và cấp tuổi khác nhau là khác nhau Thông thường ở cấp đất tốt hơn, tuổi cao hơn, mật độ rừng lớn hơn thì lượng carbon sẽ tích lũy lớn hơn

- Ngô Đình Quế và cộng sự (2006) [10], đã nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon của một số loại rừng trồng Keo (Keo tai tượng, Keo lá tràm, Keo lai), Thông (Thông ba lá, Thông mã vĩ, Thông nhựa) và Bạch đàn Urophylla Theo Ngô Đình Quế và cộng sự (2006) xây dựng phương trình mối tương quan và tính toán khả năng hấp thụ carbon cho từng loại rừng Rừng keo lai 3

- 12 tuổi (mật độ 800 - 1350 cây/ha) có lượng hấp thu tương ứng là 60 -

407,37 tấn/ha Rừng Keo lá tràm có khả năng hấp thụ 66,2 - 292,39 tấn/ha tương ứng với các tuổi từ 5 - 12 tuổi (mật độ 1033 - 1517 cây/ha) Đối với rừng thông nhựa độ tuổi từ 5 - 21 tuổi có khả năng hấp thụ 18,81- 467,69 tấn/ha Rừng trồng Bạch đàn Urophylla 3-12 tuổi với mật độ trung bình từ

1200 - 1800 cây/ha có khả năng hấp thụ lượng carbon là 107,87 - 378,71 tấn/ha

- Nghiên cứu của Võ Đại Hải cũng đã xác định biểu sinh khối và carbon theo các cấp đất cho các loài cây: Mỡ, Bạch đàn urophylla, Thông mã

vĩ, Thông ba lá Đặc biệt nghiên cứu cũng đã xây dựng phần mềm cho xác định trữ lượng carbon của các loài cây này, (Võ Đại Hải, 2008) [2]

- Nghiên cứu đầu tiên về rừng tự nhiên tại Việt Nam là của Bảo Huy năm 2009 ở rừng lá rộng thường xanh theo các trạng thái: Non, nghèo, trung bình và giàu ở Tây Nguyên, bằng phương pháp chặt hạ để đo đếm sinh khối

và thiết lập mô hình toán cho ước tính sinh khối và trữ lượng carbon của rừng

lá rộng thường xanh Tuy nhiên nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc xác lập

mô hình tính toán sinh khối và trữ lượng carbon phần trên mặt đất Các bể chứa carbon như trong đất, thảm mục và cây chết, tầng thảm tươi cây bụi không được đề cập trong nghiên cứu (Bảo Huy, 2009) [3]

- Nguyễn Ngọc Lung và Nguyễn Tường Vân (2004) [12] đã sử dụng biểu quá trình sinh trưởng và biểu Biomass để tính toán sinh khối rừng Kết quả cho thấy: tính theo biểu quá trình sinh trưởng (Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh 1999), cấp đất III tuổi chặt 60, khi D = 40cm, H = 27,6cm, G = 48,3 m2, M = 586 m3 /ha, tỷ lệ khối lượng khô/tươi cây lớn là 53,2% Hệ số chuyển đổi từ thể tích thân cây sang toàn cây là 1,3736 (lấy từ tỷ lệ thân cây

ổn định 72,8% so với toàn cây khi đến tuổi trưởng thành) Tính ra Biomass thân cây khô tuyệt đối là 586 x 0,532 = 311,75 tấn Biomass toàn rừng là 311,75x1,3736 = 428,2 tấn Còn nếu tính theo biểu Biomass thì giá trị này là

434,2 tấn/ha Sai số giữa biểu quá trình sinh trưởng và biểu sản lượng là 1,4%, đây là mức sai số có thể chấp nhận được

Nhằm góp phần phục vụ việc xây dựng kịch bản đường cơ sở cho các

dự án trồng rừng CDM, sinh khối thảm tươi cây bụi tại Hòa Bình và Thanh Hóa đã được nghiên cứu, theo đó các trạng thái đất rừng lau lách có thể tích lũy 20 tấn carbon/ha; cây bụi cao từ 2 - 3 m có thể tích lũy 14 tấn/ha; Tế, Guột và cây bụi nhỏ hơn 2 m có thể tích lũy khoảng 10 tấn/ha; Cỏ lá tre có thể tích lũy 6,6 tấn/ha; cỏ tranh tích lũy 4,9 tấn/ha và Cỏ lông lợn có thể tích lũy 3,9 tấn/ha (Vũ Tấn Phương, 2006) [13]

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Dũng (2005) [14] tại Núi Luốt Hà Nội cho thấy, rừng thông mã vĩ 20 tuổi lượng carbon tích lũy 80,7 –

122 tấn/ha, giá trị carbon tích lũy ƣớc tính đạt 25,8-39 triệu VNĐ/ha Rừng keo lá tram thuần loài 15 tuổi tổng lượng cacrbon tích lũy 62,5-103,1 tấn/ha, giá trị carbin tích lũy ước tính đạt 20-33 triệu VNĐ/ha Tác giả đã xây dựng bảng tra lượng carbon tích lũy của 2 trạng thái rừng trồng keo lá tràm và thông mã vĩ theo mật độ, Dg và Hl

Lý Thu Quỳnh (2007) [15], nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ cho thấy: Cấu trúc sinh khối cây cá lẻ Mỡ gồm 4 phần thân, cành, lá

và rễ, trong đó sinh khối tươi lần lượt là 60%, 8%, 7% và 24%; tổng sinh khối tươi của một ha rừng trồng Mỡ dao động trong khoảng từ 53.440 - 30.9689 kg/ha (trong đó: 86% là sinh khối tâng cây gỗ, 6% là sinh khối cây bụi, thảm tươi và 8% là sinh khối của vật rơi rụng)

Nguyễn Thanh Tiến (2012) [16] trong nghiên cứu của mình đã xác định được sinh khối khô rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên trạng thái IIB tại Thái Nguyên là 76,46 tấn/ha trong đó: Sinh khối khô tầng cây gỗ trung bình 63,38 tấn/ha; Sinh khối tầng cây dưới tán (cây bụi, thảm tươi, cây tái sinh) trung

bình 4,86 tấn/ha; Sinh khối khô vật rơi rụng trung bình 8,22 tấn/ha Đồng thời, tác giả cũng đã xác định được tổng lượng CO2 hấp thụ của rừng IIb tại Thái Nguyên dao động từ 383,68 - 505,87 tấn CO2/ha, trung bình 460,69 tấn

CO2/ha (trong đó lượng CO2 hấp thụ tập trung chủ yếu ở tầng đất dưới tán rừng là 322,83 tấn/ha, tầng cây cao 106,91 tấn/ha, tầng cây dưới tán 15,6 tấn/ha và vật rơi rụng là 15,34 tấn/ha)

Qua các nghiên cứu ta thấy rằng, các nghiên cứu chỉ tập trung vào đối tượng chủ yếu là rừng trồng thuần loài và một số loài nhất định Những nghiên cứu chủ yếu tập trung vào tầng cây cao trong rừng, tầng cây bụi, thảm tươi chưa được chú trọng nghiên cứu Nghiên cứu về tầng cây bụi tại Việt Nam chỉ dừng lại ở trạng thái đất chưa có rừng (IA, IB, IIB) mà chưa nghiên cứu ở các trạng thái rừng phổ biến ở Việt Nam hiện nay như: IIA, IIIA1

- Nhằm góp phần vào công tác định giá giá trị của rừng, tôi tiến hành nghiên cứu bổ sung về xác định lượng carbon tích lũy ở trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu

1.2.2 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian Đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới tiến hành nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở khoa học và lí luận phục vụ cho công tác kinh doanh rừng Có thể điểm qua một số nghiên cứu liên quan đến các nhân tố cấu trúc rừng như sau:

1.2.2.1 Về cấu trúc tổ thành

Sự phong phú của hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học ghi nhận Theo Richards P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi

hécta không mấy khi có ít hơn 40 loài cây gỗ, mà có trường hợp còn đến trên

1.2.2.2 Về cấu trúc tầng thứ

Hiện tượng phân tầng là một đặc trưng quan trọng của rừng nhiệt đới Một trong những cơ sở định lượng để phân chia tầng là quy luật phân bố số cây theo cấp chiều cao Đã có một số tác giả đề xuất các phương pháp nghiên cứu tầng thứ của rừng nhiệt đới, điển hình như phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P.W Risa (1933 - 1934) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng

Chevalier (1917), Mildbraed (1922) đã ngụ ý rằng mọi phương pháp dựa vào chiều cao của cây để phân cây cối thành tầng đều có tính chất tùy tiện và các "tầng" đó không có một thực tế khách quan Booberg (1932) đã lập đồ thị chiều cao của tất cả các cây gỗ đo được trong các “ khu rừng bảo vệ” ở Java, và

đi đến kết luận là không thể nhận ra có mấy tầng cây như các tác giả khác đã

mô tả Ngược lại, nhiều tác giả khác cho rằng rừng mưa thường có từ ba đến năm tầng: Brown (1919) khi nghiên cứu rừng cây họ Dầu tại Philippin, đã cho biết là các cây gỗ lớn sắp xếp thành ba tầng khá rõ rệt

Kraft (1884), lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp của Kraft là: khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của cây rừng trồng Theo phân cấp Kraft, cây rừng được chia làm hai nhóm: nhóm cây thống trị và nhóm cây bị chèn ép, tiếp đó ông phân chia cây rừng

thành năm cấp dựa vào tình hình sinh trưởng của chúng Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi Cho đến nay phân cấp này vẫn được sử dụng rộng rãi trong kinh doanh rừng trồng Tóm lại, sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới mặc dù có các ý kiến trái ngược, nhưng quan điểm có sự phân tầng rõ rệt trong rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học xác nhận

1.2.2.4 Về cấu trúc mật độ

Richards P.W (1952) [15], trong rừng mưa nhiệt đới ở Nam Mỹ và Châu Phi, mật độ lâm phần (cây có đường kính ngang ngực từ 10 cm trở lên) biến động từ 390 - 1.710 cây/ha, trong đó mật độ của những cây có đường kính từ

41 cm trở lên khoảng 39 - 60 cây/ha Baur G.N (1962), cũng cho biết: trong rừng mưa nguyên sinh ở Mã Lai trên diện tích một hecta có khoảng 550 cây

có đường kính từ 10 cm trở lên, trong đó những cây có đường kính trên 48 cm

các phương pháp này chỉ thích hợp cho nghiên cứu rừng thuần loài đều tuổi Đối với rừng hỗn loài khác tuổi, việc xác định tuổi lâm phần rất khó khăn, cho nên khó áp dụng đối với rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi

1.2.2.5 Về nghiên cứu định lượng

Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao - đường kính ngang ngực, đường kính tán - đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy; phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất Balley (1973) mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cỡ kính (N - D) bằng hàm Weibull Nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher, hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier, v.v (Ngô Kim Khôi,1998) [5]

Ngoài ra, từ các kết quả nghiên cứu định lượng cấu trúc, Bruce E.B và Ray A.S (1978), David Lenhart J (1987), đã xây dựng các mô hình cấu trúc rừng, làm cơ sở khoa học cho công tác kinh doanh rừng

Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng Tiêu biểu cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973) Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần

xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái

1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.3.1 Điều kiện tự nhiên

- Phía Bắc giáp Trung Quốc và huyện Phong Thổ;

- Phía Nam giáp huyện Quỳnh Nhai (tỉnh Sơn La), huyện Tủa Chùa (tỉnh Điện Biên) và thị xã Mường Lay (tỉnh Điện Biên);

- Phía Tây giáp huyện Nậm Nhùn;

- Phía Đông giáp TP Lai Châu, huyện Tam Đường và huyện Tân Uyên Sìn Hồ là huyện có diện tích tự nhiên lớn, số liệu thống kê đất đai năm

2020 là 152.245,18 ha bao gồm 22 đơn vị hành chính (01 thị trấn và 21 xã) Huyện có vị trí đặc biệt quan trọng về an ninh, quốc phòng và bảo vệ chủ quyền biên giới Quốc gia do có khoảng 12 km đường biên giới tiếp giáp với tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), vị trí ảnh hưởng đến tuyến phòng thủ phía Bắc của đất nước Điều kiện phát triển kinh tế của huyện còn nhiều khó khăn, hạn chế so với các huyện khác trong tỉnh và vùng miền núi phía Tây Bắc

1.3.1.2 Điều kiện địa hình

Huyện Sìn Hồ có địa hình rất phức tạp, núi cao, độ dốc lớn, mức độ chia cắt mạnh bởi núi cao Địa hình núi cao hiểm trở tạo cho Sìn Hồ rất khó giao lưu với bên ngoài, kinh tế tự cấp tự túc là chính Tổng thể, địa hình được chia thành 03 tiểu vùng khá rõ rệt:

- Vùng cao: Gồm 08 xã và thị trấn với độ cao từ 500-1800m so với mực nước biển, riêng thị trấn Sìn Hồ ở độ cao 1.500m, có khí hậu á nhiệt đới, ban ngày mát mẻ, ban đêm lạnh khá giống với thị xã Sa Pa Địa hình phức tạp chủ

yếu là các dãy núi đất, xen kẽ với các núi đá vôi với dạng địa chất caster tạo nên nhiều núi đá hiểm trở, xen kẽ giữa những dãy núi cao là các dải thung lũng hẹp có độ dốc lớn là điều kiện để phát triển kinh tế rừng và một số loại hoa, quả, cây dược liệu phục vụ du lịch sinh thái, điều dưỡng

- Vùng thấp: Gồm 11 xã là vùng chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa Địa hình, độ cao của vùng tương đối thấp so với các xã trong huyện Địa hình bị chia cắt mạnh, phổ biến là núi cao, thấp dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam Xen kẽ những dãy núi cao là những thung lũng tương đối rộng và bằng phẳng, hệ thống sông suối nhiều thuận lợi cho phát triển sản xuất nông nghiệp

- Vùng biên giới và dọc sông Nậm Na: Gồm 02 xã là vùng có tiềm năng phát triển thủy điện vừa và nhỏ và là lợi thế để phát triển nuôi trồng thủy sản nước ngọt, xong cũng là vùng có địa hình chia cắt mạnh có nhiều dãy núi cao

và các khe suối chia cắt, có độ dốc lớn nên đất màu thường bị rửa trôi và có hiện tượng xói mòn mạnh, trong các tháng mùa mưa thường xảy ra hiện tượng lũ quét và lũ ống

1.3.1.3 Điều kiện khí hậu thời tiết

Chế độ khí hậu huyện Sìn Hồ điển hình của vùng nhiệt đới núi cao Tây Bắc, ít chịu ảnh hưởng của bão, mùa đông lạnh và mưa ít, mùa hạ nóng mưa nhiều và ẩm ướt Khu vực 09 xã vùng thấp có khí hậu ôn đới, khí hậu trong năm chia thành 2 mùa rõ rệt Nhiệt độ bình quân năm là 25oC, lượng mưa trung bình khoảng 2500mm/năm, phân bố không đều trong năm, độ ẩm không khí trung bình khoảng 82% Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm, có nhiệt độ và độ ẩm cao, mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, khí hậu lạnh, độ ẩm và lượng mưa thấp (trong thời gian này thường có sương muối, có nguy cơ gây ra những trận rét đậm, rét hại kéo dài), tháng 4

và tháng 10 là thời gian chuyển giao giữa 2 mùa Khu vực 08 xã vùng cao, thị trấn và 05 xã dọc sông Nậm Na có khí hậu nhiệt đới gió mùa rõ rệt, mùa đông

lạnh và khô hanh, mùa hè nóng và mưa nhiều Nhiệt độ trung bình năm là 16,70C Độ ẩm không khí trung bình tương đối cao khoảng 84,2%, lượng mưa bình quân từ 2.600-2.700mm/năm và phân bố không đều trong năm, thường tập trung vào các tháng 6, 7, 8 về mùa đông thường xuất hiện mây mù

và sương muối

Huyện Sìn Hồ có lượng mưa bình quân năm ở mức tương đối cao khoảng 2.604 mm/năm và phân bố không đồng đều Lượng mưa của các xã vùng cao ở mức 2600 - 2700 mm/năm, lượng mưa ở các xã vùng thấp và 5 xã dọc sông Nậm Na ở mức 2.480-2750mm/năm Lượng mưa cao nhất là vào tháng 6 và tháng 7 hàng năm chiếm tới 70% lượng mưa trung bình của cả năm, các tháng còn lại chỉ chiếm khoảng 30% Độ ẩm trung bình trong năm

từ 80 - 86 %, tháng cao nhất là tháng 7 dao động từ 85 - 90%, tháng thấp nhất vào tháng 3 dao động từ 70 - 80% Tổng số giờ nắng trong năm tính trung bình từ 1850-1900 giờ

Các yếu tố thời tiết gây bất lợi cho sản xuất và sinh hoạt đó là đầu mùa mưa thường có mưa đá và gió lốc, giữa mùa mưa lượng mưa lớn hay xảy ra các trận lũ quét, mùa khô thường có sương muối và cá biệt có những hôm đóng tuyết tại các dãy núi cao

Nhìn chung, điều kiện khí hậu thời tiết ở Sìn Hồ thích hợp với nhiều loại cây trồng nông - lâm nghiệp, đặc biệt với các loại cây công nghiệp và cây ăn quả Tuy nhiên cũng có biểu hiện một số nhân tố làm nguy hại tới quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng như mưa đá, gió lốc thường xảy ra vào đầu mùa mưa từ tháng 3 đến tháng 4 với tuần suất xuất hiện trung bình 1,3 - 1,5 ngày/năm, tốc độ gió xoáy khoảng 30 - 40 m/s, về mùa đông thường xuất hiện sương muối Vì vậy, cần nghiên cứu biện pháp tuyển chọn giống cây trồng phù hợp với điều kiện tự nhiên của huyện

1.3.1.4 Về đất đai thổ nhưỡng

Sìn Hồ có tổng diện tích tự nhiên 152.245,18ha, chiếm 16,8% diện tích của tỉnh Lai Châu, đứng thứ 2/8 huyện, thành phố của tỉnh về diện tích Diện tích đất nông nghiệp 30.900ha, đất lâm nghiệp 67,300.43ha, đất chuyên dùng 1.500ha, đất ở 490ha.

1.3.1.5 Về tài nguyên - khoáng sản:

Rừng trồng

Phân theo mục đích

Sử dụng Tỷ lệ che

phủ rừng

b) Tài nguyên đất

Diện tích tự nhiên 152.245,18ha, trong đó, đất nông nghiệp 30.900ha, đất lâm nghiệp 67,300.43ha, đất chuyên dùng 1.500ha, đất ở 490ha.

c) Tài nguyên khoáng sản

Khoáng sản vật liệu xây dựng: đây là loại khoáng sản không thể thiếu

và rất quan trọng trong các công trình xây dựng, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội, tạo vẻ đẹp mới đô thị Ngoài ra Sìn Hồ còn có đá phiến, đá vôi xi măng, cuội kết vôi, đá granit và một số loại đá xẻ khác…

Đối với đá phiến có tiềm năng, trữ lượng và tài nguyên dự báo cấp C1 + C2 + C3 = 14,2 triệu m3 đá phiến, các sản phẩm từ loại đá này được dùng làm

đá lợp, đá ốp lát, đá phục vụ cho mỹ nghệ, trang trí được thị trường trong và ngoài nước sử dụng

Đá vôi xi măng, tài nguyên dự báo P2 hàng trăm triệu tấn Cuội kết vôi thuộc hệ tầng Yên Châu, lớp cuội kéo dài 50 km, dày 2m dễ cưa, cắt

Khoáng sản kim loại: gồm có sắt, đồng, chì - kẽm, vàng

1.3.1.6 Tiềm năng du lịch

Huyện Sìn Hồ với nhiều tiểu vùng khí hậu: mát lạnh nơi cao nguyên của các xã vùng cao, nồng ấm ở vùng thấp và trải dài dọc sông Nậm Na giàu tiềm năng phát triển thủy điện Sìn Hồ là điểm đến của những người ưa khám phá Các xã vùng cao của huyện Sìn Hồ có nền nhiệt thấp, không khí trong lành đặc trưng của vùng cao

Vùng thấp Sìn Hồ với sự trù phú của các bản tái định cư và lòng hồ thủy điện, trải qua những cuộc di dời, bố trí sắp xếp dân cư sau khi thực hiện dự án tái định cư Thủy điện Sơn La, nhưng những bản làng người Lự, người Thái và một số đồng bào dân tộc khác của vùng thấp Sìn Hồ vẫn giữ nguyên những

nét đẹp văn hóa truyền thống Lòng hồ thủy điện Sơn La được ví như Hạ Long của Tây Bắc, là tiềm năng lớn để phát triển du lịch trong thời gian tới

1.3.1.7 Nguồn nhân lực

Huyện Sìn Hồ hiện có 86.455 nhân khẩu, trong đó: dân số ở thành thị là

4550, chiếm 5,26%; dân số ở nông thôn 81.905, chiếm 94,74% dân số là người dân tộc thiểu số 82.068 người, chiếm 94,93%

Dân số trong độ tuổi lao động 52.094 người chiếm 60,3%, trong đó: lao động ở thành thị là 2.830 người, chiếm 5,43%; lao động ở nông thôn là 49.264 người, chiếm 94,57%

Lao động làm việc trong nền kinh tế quốc dân là 51.444 người, trong đó: lao động làm trong lĩnh vực Nông lâm nghiệp và thủy sản là 39.337 người, chiếm 76,5%; lao động làm trong lĩnh vực công nghiệp, xây dựng là 4.219 người, chiếm 8,2%; lao động làm trong lĩnh vực dịch vụ là 7.888 người, chiếm 15,3%

Tỷ lệ lao động được đào tạo, bồi dưỡng, tập huấn đạt 50%

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Trạng thái rừng phục hồi IIA trên địa bàn huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu

- Phạm vi nghiên cứu: Một số chỉ tiêu bình quân lâm phần và khả năng

tích lũy Carbon tầng cây gỗ, cây bụi, thảm tươi trạng thái rừng phục hồi IIA trên địa bàn huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu

- Địa điểm: Huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu

- Thời gian tiến hành: Từ tháng 7/2020 - 8/2021

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Nội dung 1: Khái quát một số chỉ tiêu bình quân lâm phần trạng thái

rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn Hồ, Lai Châu

- Nội dung 2: Nghiên cứu đặc điểm sinh khối tầng cây gỗ, tầng cây tái

sinh, cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng trạng thái rừng phục hồi IIA tại huyện Sìn

Hồ, tỉnh Lai Châu

- Nội dung 3: Nghiên cứu và xác định lượng carbon tích lũy của tầng

cây gỗ, tầng cây tái sinh, cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng trạng thái rừng IIA tại huyện Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu;

- Nội dung 4: Dự báo lượng CO2 hấp thu tương ứng ở trạng thái rừng phục hồi tự nhiên IIA tại khu vực điều tra

- Nội dung 5: Đề xuất một số phương pháp xác định lượng Carbon

tích lũy đối với trạng thái rừng IIA

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Chuẩn bị

- Bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu mới nhất năm 2020

- Dụng cụ (dao, cưa, cân, thước dây, cuốc, địa bàn…)

- Bảng biểu điều tra

* Lập ô tiêu chuẩn (OTC):

- Tiến hành xác định những nơi có tập trung rừng IIA nhiều nhất để điều tra Tại huyện Sìn Hồ chọn 3 xã điển hình có diện tích rừng phục hồi IIA phổ biến nhất Tại mỗi xã lập 3 OTC ngẫu nhiên điển hình (2500m2) Số lượng OTC được xác định 3 OTC/1 xã

- Lập OTC tại các vị trí chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi

- Dùng địa bàn cầm tay để xác định góc vuông, dùng thước dây để xác định chiều dài, cạnh OTC song song với đường đồng mức

Trên mỗi OTC tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sau:

+ Đo tất cả những cây có đường kính D1,3 ≥ 5 cm (tương đương với chu

vi C ≥ 16 cm) ở vị trí D1,3 sau đó đánh dấu cây theo số thứ tự để tránh nhầm lẫn và ghi lại tên khoa học hoặc tên địa phương của tất cả các loài cây, qua

đó có thể giúp cho việc xác định tỷ trọng gỗ sau này

+ Đo chiều cao vút ngọn Hvn: dùng thước sào và thước Blume- leis + Đo đường kính tán Dt (Trung bình hai hướng Đông Tây, Nam Bắc) + Đo chiều cao dưới cành

* Lập ô thứ cấp (ÔTC):

Trong mỗi OTC tiến hành lập 5 ô thứ cấp (ÔTC) với diện tích 25m2 (5m

x 5m), theo đường chéo OTC (4 ÔTC tại 4 góc OTC và một ÔTC đặt tại vị trí giao nhau của hai đường chéo OTC)

Hình 3.1 Hình dạng, kích thước OTC sơ đồ bố trí ô thứ cấp

Trên mỗi ÔTC xác định các yếu tố như sau:

- Quan sát xác định loài, mật độ cây bụi tại OTC

- Chặt toàn bộ cây bụi, dây leo cỏ có trong ÔTC và đào toàn bộ rễ của chúng

và tách bỏ đất ở rễ (loại bỏ đất đá, rửa sạch, để nơi râm mát cho ráo nước)

- Dùng dao tách bộ phận dưới mặt đất và bộ phận trên mặt đất

- Cân toàn bộ sinh khối tươi trên mặt đất và sinh khối tươi dưới mặt đất

và ghi vào mẫu phiếu điều tra

- Lấy 1-5 % mẫu để sấy khô xác định sinh khối khô

Sau khi lấy mẫu (1-5 %) của 5 ÔTC trong 1 OTC tiến hành trộn đều mẫu bộ phận trên mặt đất với nhau và bộ phận dưới mặt đất với nhau Tiến hành lấy 1-5% của tổng thể đem về sấy khô bằng máy sấy của Phòng thí nghiệm

2.4.3 Phương pháp nội nghiệp

- Xác định lượng tích lũy carbon của cây sống bằng cách áp dụng phương pháp RaCSA để tính toán:

+ Xác định sinh khối cây sống: Cô lập và lưu trữ một lượng lớn carbon trong phần sinh khối trên mặt đất của chúng (thân, cành, lá) và bên dưới mặt đất (rễ) Đo tính lượng carbon tích lũy của cây bắt đầu bằng đo tính sinh khối cây Sử dụng phương

pháp bảo tồn cây (Non - destructive measurement) Tính sinh khối theo công thức

sẵn có

Quy đổi giá trị đo đếm cây thành sinh khối trên mặt đất, đối với cây rừng

tự nhiên có thể sử dụng công thức sau:

Y = 0,118D2,53 (Brown etal, 1989)

(Y= sinh khối cây, kg/cây; D = đường kính vị trí 1,3 mét, cm)

+ Xác định sinh khối rễ cây thông qua phương trình tương quan:

Sinh khối dưới mặt đất = Sinh khối trên mặt đất/SRratio

(SRratio= tỷ lệ thân : rễ = 4 : 1)

+ Xác định sinh khối khô:

- Xử lý mẫu trước khi sấy: Cân kiểm tra lại tổng sinh khối tương của mẫu đánh giá lượng bốc hơi tự nhiên trong quá trình vận chuyển mẫu Băm mẫu nhỏ đường kính 0,2mm, trộn đều lấy 30 gam tương ứng trọng lượng tươi

để sấy khô

- Sấy mẫu: Sử dụng phương pháp sấy mẫu bằng tủ sấy ở nhiệt độ 90 -

1050C trong khoảng thời gian từ 6 - 8h Kiểm tra trọng lượng trong suốt quá trình sấy, kiểm tra trọng lượng của mẫu sau 2, 4, 6, 8 và 9h sau khi sấy Nếu sau 3 lần kiểm tra khối lượng không đổi thì thu được sinh khối khô Đem cân xác định trọng lượng khô của mẫu

Dựa vào trọng lượng khô kiệt, độ ẩm của từng mẫu trên và dưới mặt đất, sẽ xác định theo công thức sau:

MC(%) = (FW – DW/FW)*100

Trong đó: MC là độ ẩm tính bằng %

FW là trọng lượng tươi của mẫu

DW là trọng lượng khô kiệt của mẫu

Tổng sinh khối khô của cây gỗ (SKK) được tính như sau:

SKK (tấn/ha) =SKK (TMĐ) + SKK (DMĐ )