nghiên cứu cấu trúc và khả năng hấp thụ cacbon của trạng thái rừng keo lai (acacia mangium x acacia auriculiformis ) tại trung tâm nghiên cứu và thực nghiệm cây nguyên liệu giấy huyện hàm yên – tỉnh tuyên quang

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đào tạo đại học khóa học 2007 – 2012, được sự nhất trí của Trường Đại học Lâm Nghiệp – Khoa Lâm học và dưới sự hướngdẫn của thầy giáo Th.S Bùi Mạnh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đào tạo đại học khóa học 2007 – 2012, được

sự nhất trí của Trường Đại học Lâm Nghiệp – Khoa Lâm học và dưới sự hướngdẫn của thầy giáo Th.S Bùi Mạnh Hưng, em thực hiện khóa luận tốt nghiệp :

“Nghiên cứu cấu trúc và khả năng hấp thụ cacbon của trạng thái rừng Keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis ) tại Trung tâm nghiên cứu và thực nghiệm cây nguyên liệu giấy huyện Hàm Yên – Tỉnh Tuyên Quang”

Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn, em đã nhận được sự quan

tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu trường Đại học Lâm Nghiệp, các thầy cô trongkhoa Lâm Học,Trung tâm nghiên cứu và thực nghiệm cây nguyên liệu giấy HàmYên, nhân dịp này em xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó

Trước hết, em xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu trườngĐại học Lâm Nghiệp, khoa Lâm học cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa.Đặc biệt là thầy giáo Th.S Bùi Mạnh Hưng – đã trực tiếp hướng dẫn, tận tìnhgiúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu và dành những tình cảm tốt đẹpcho em trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Th.S Nguyễn Thị Bích Phượng và côNguyễn Thị Hằng đã giúp đỡ em trong quá trình thu thập số liệu trong phòng thínghiệm

Em xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của lãnh đạo Trung tâm nghiên cứu,người dân tại địa phương , gia đình và bạn bè để em có thể hoàn thành luận vănnày

Do còn nhiều hạn chế trong trình độ và kinh nghiệm thực tiễn cũng nhưthời gian có hạn, dù đã hết sức cố gắng nhưng khóa luận không thể tránh khỏinhững thiếu sót Kính mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý, phê bình của các thầy

cô giáo để khóa luận của em được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 02 tháng 05 năm 2012

Sinh viên

Ma Thị Ngọc Bích

1.1.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ cacbon của rừng 5

1.1.3 Nghiên cứu về Keo lai 7

1.2 Ở Việt Nam 81.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 8

1.2.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ cacbon của rừng 9

1.2.3 Nghiên cứu về Keo lai 12

1.3 Nhận xét và đánh giá chung 13CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 152.1 Mục tiêu nghiên cứu 152.1.1 Mục tiêu lý luận 15

2.4.3 Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong lâm phần Keolai………… 15

2.5 Phương pháp nghiên cứu 16

2.5.1 Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài 16 2.5.2 Phương pháp ngoại nghiệp 16 2.5.3 Phương pháp nội nghiệp 20 CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI 30

KHU VỰC NGHIÊN CỨU 30

3.1 Điều kiện tự nhiên 30

3.1.1 Vị trí địa lý 30 3.1.2 Địa hình, địa chất, thổ nhưỡng của Trung tâm thực nghiệm cây NLG Hàm Yên 30 3.1.3 Khí hậu – thủy văn 32 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 33

3.3 Điều kiện tài nguyên thiên nhiên 34

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 35

4.1 Đặc điểm cấu trúc rừng Keo lai qua các tuổi 35

4.1.1 Chỉ tiêu cấu trúc lâm phần Keo lai 35 4.1.2 Phân bố số cây theo đường kính N/D1.3 35 4.1.3 Phân bố số cây theo chiều cao N/Hvn 40 4.1.4 Tương quan giữa đường kính và chiều cao trong lâm phần 43 4.2 Sinh khối của trạng thái rừng Keo lai 46

4.2.1 Sinh khối khô của tầng cây cao 46 4.2.2 Sinh khối cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng dưới tán rừng Keo lai 47 4.2.3 Tổng sinh khối toàn lâm phần Keo lai 50 4.3 Xác định lượng cacbon hấp thụ của trạng thái rừng Keo lai 53 4.3.1 Lượng cacbon hấp thụ trên mặt đất 53

4.3.2 Lượng cacbon hấp thụ dưới mặt đất 56

4.3.2.1 Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong đất rừng trồng Keo lai 56

4.3.3 Lượng cacbon tích lũy toàn lâm phần rừng trồng Keo lai 60

CHƯƠNG 5 62

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 62

5.1 Kết luận 62

5.2 Tồn tại 64

5.3 Khuyến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Wi-CBTT Sinh khối tươi hoặc sinh khối khô của cây bụi, dây leo, thảm

tươi và rễ trong 5 ODBWCBTT Sinh khối tươi hoặc sinh khối khô của cây bụi thảm tươi

Wi-VRR Sinh khối tươi hoặc sinh khối khô của thân, cành, lá, hoa quả

rơi rụng, thảm mục trong 5 ODBWVRR Sinh khối tươi và sinh khối khô của vật rơi rụng

ET Cơ chế Mua bán phát thải

AR - CDM Trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch

CBTT Cây bụi thảm tươi

4.4 Kết quả lập phân bố thực nghiệm số cây theo chiều cao vút

0 Sinh khối tươi vật rơi rụng dưới tán rừng trồng Keo lai

DANH MỤC CÁC ẢNH

Tran g

1 Sấy mẫu CBTT và VRR trong phòng thí nghiệm 18

3

Xác định dung trọng và hàm lượng mùn trong phòng thí

nghiệm

19

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

4.1 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/D1.3 của lâm phần Keo lai tại OTC 1 – 2 Tuổi

37

4.2 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/D1.3 của lâm phần Keo lai tại OTC 2 – 2 Tuổi

38

4.3 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/D1.3 của lâm phần Keo lai tại OTC 1 – 6 Tuổi

38

4.4 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/D1.3 của lâm phần Keo lai tại OTC 2 – 6 Tuổi

39

4.5 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/Hvn của lâm phần Keo lai tại OTC 1 – 2 Tuổi

41

4.6 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/Hvn của lâm phần Keo lai tại OTC 2 – 2 Tuổi

41

4.7 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/Hvn của lâm phần Keo lai tại OTC 1 – 6 Tuổi

42

4.8 Biểu đồ thể hiện phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết

N/Hvn của lâm phần Keo lai tại OTC 2 – 6 Tuổi

ĐẶT VẤN ĐỀ

Biến đổi khí hậu hiện nay không còn chỉ là mối quan tâm của một quốc gia,một tổ chức nào đó mà là của toàn thế giới Nguyên nhân chủ yếu gây ra biếnđổi khí hậu và sự nóng lên của bầu không khí là do nồng độ khí nhà kính (chủyếu là CO2) đang có xu hướng gia tăng rất nhanh Chỉ hơn 100 năm qua, nồng

độ CO2 trong khí quyển đã tăng từ 250 ppm lên tới 360 ppm vào năm 2000(IPCC, 2001) và 385 ppm vào năm 2007 (Trevor , 2008) Ở giai đoạn hiện nay,nồng độ khí CO2 tăng khoảng 10% trong chu kỳ 20 năm (UNFCCC, 2005).Theo dự báo của các chuyên gia , nếu không có biện pháp hữu hiệu để giảm bớtkhí thải nhà kính thì nhiệt độ mặt đất sẽ tăng lên 1,8 0  6, 4 0vào năm 2100, lượngmưa sẽ tăng lên 5-10%, băng ở 2 cực và các vùng núi cao sẽ tan nhiều hơn, mựcnước biển sẽ dâng lên khoảng 70-100 cm và sẽ gây ra những hậu quả sẽ rất nặng

nề cho con người

Đứng trước nguy cơ đó, 160 quốc gia trong đó có cả Việt Nam họp tại Rio

de janeiro (Brazil) năm 1992 đã thông qua công ước khung của Liên hợp quốc

về biến đổi khí hậu (UNFCCC, 2005) với mục tiêu cao nhất là ổn định khí nhàkính trong khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa được của con người với hệ thốngkhí hậu Không chỉ dừng lại ở đó với sự nỗ lực không mệt mỏi của nhiều nước,tại COP3 họp ở Kyoto - Nhật Bản năm 1997 đã thông qua nghị định thư Kyoto

với 3 cơ chế quan trọng là : cơ chế đồng thực hiện (JI); cơ chế phát triển sạch (CDM) và cơ chế mua bán phát thải (ET) Trong đó cơ chế phát triển sạch là cơ

chế mềm dẻo nhất và đem lại nhiều lợi ích cho các nước đang phát triển nhưViệt Nam

Nghiên cứu cấu trúc và sinh khối của rừng là một trong những lĩnh vực quantrọng trong hoạt động lâm nghiệp Nắm được đặc điểm cấu trúc và sinh khối,người kinh doanh có thể phác họa một bức tranh toàn cảnh về hiện trạng cũngnhư sức sản xuất của rừng ở những thời điểm nhất định, từ đó chủ động xây

dựng các kế hoạch và biện pháp kinh doanh rừng, nhằm sử dụng tài nguyên rừnghợp lý.

Điều đáng quan tâm hiện nay là làm thế nào ước lượng dự báo khả năng hấpthụ cacbon của rừng Theo đó một số nước phát triển sẽ đáp ứng một số mụctiêu giảm phát thải nước họ bằng cách mua các tín dụng cacbon của các nướcđang phát triển từ những cánh rừng hấp thụ CO2. Nghiên cứu hấp thụ cacboncủa rừng trên thế giới đã được nhiều tổ chức quốc tế xây dựng phương pháp.Tuy nhiên các nước này cần tiếp tục phát triển với các hệ sinh thái rừng nhiệtđới để đưa ra phương pháp xác định, dự báo lượng cacbon tích lũy một cáchkhoa học và có tính thực tiễn

Riêng ở nước ta cho đến nay chưa có nghiên cứu đầy đủ và hoàn chỉnh vềviệc xác định sinh khối và khả năng tích lũy cacbon của các trạng thái rừng

Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc và khả năng hấp thụ cacbon của trạng thái rừng Keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) tại Trung tâm nghiên cứu và thực nghiệm cây nguyên liệu giấy huyện Hàm Yên - Tỉnh Tuyên Quang” là cơ sở cho việc tính toán sinh

khối cũng như việc xác định khả năng tích lũy cacbon của trạng thái rừng này

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.1.1.1 Nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính thân cây (N/D 1.3 )

Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính ( N/D) là một trong các chỉtiêu quan trọng nhất của cấu trúc rừng và đã được nghiên cứu khá đầy đủ từ cuốithế kỷ trước Để nghiên cứu mô tả quy luật này, hầu hết các tác giả đã dùngphương pháp giải tích, tìm các phương trình toán học dưới dạng nhiều phân bốxác suất khác nhau Các công trình tiêu biểu về lĩnh vực này có thể kể đến cáccông trình sau:

Balley (1973) sử dụng hàm Weibull Schiffel (Phạm Ngọc Giao, 1995).Naslund ( 1936, 1937 ) xác lập quy luật phân bố Charlier cho phân bố N/D củalâm phần thuần loài, đều tuổi sau khép tán (Phạm Ngọc Giao, 1995) ; Drachenco, Svalov sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâmphần Thông ôn đới

Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả đã dùng họ hàm khác nhaunhư : Loetch (1973) ( Phạm Ngọc Giao, 1995 ) dùng họ hàm Beeta; Roemisch,

K (1975) nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi củaphân bố đường kính cây rừng theo tuổi Lembeke, Knapp và Dittima ( PhạmNgọc Giao , 1995) sử dụng phân bố Gamma với các tham số thông qua cácphương trình biểu thị mối tương quan giữa tuổi và chiều cao tầng trội như sau:

(1.1) (1.2) (1.3)

Clutter, J.L và Allison, B.J (1973) ( Phùng Nhuệ Giang , 2003) dùng đườngkính bình quân cộng , sai tiêu chuẩn đường kính và đường kính nhỏ nhất để tínhcác tham số của phân bố Weibull với giả thiết các đại lượng này quan hệ vớituổi mật độ lâm phần.

1.1.1.2 Nghiên cứu quy luật quan hệ giữa chiều cao với đường kính thân cây

Đây cũng là một trong những quy luật cơ bản và quan trọng trong hệ thốngcác quy luật cấu trúc lâm phần

Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡkính luôn tăng theo tuổi , đó là kết quả tự nhiên của sinh trưởng Trong mỗi cỡkính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau cây rừng sẽ thuộc các cấp kính sinhtrưởng khác nhau Khi nghiên cứu sự biến đổi theo tuổi của quan hệ giữa chiềucao và đường kính ngang ngực , Tiourin, A.V (1972) ( Phạm Ngọc Giao , 1995)

đã rút ra kết luận: “ Đường cong chiều cao thay đổi và luôn dịch chuyển lên phíatrên khi tuổi tăng lên” Kết luận này cũng được Vagui, A.B (1955) khẳng định.Pordan, M (1965); Haller, K.E (1973) cũng phát hiện ra quy luật: “Độ dốcđường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên” Critis, R.O(1967) đã mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính và tuổi theo dạngphương trình:

Một số tác giả khác như: Tovstolesse, D.I (1930) sử dụng cấp đất; Tiourin,A.V (1931); Krauter, G (1958) sử dụng cấp đất và cấp tuổi làm cơ sở để nghiêncứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực

Naslund, M (1929); Asmann, E (1936); Hodenald, W (1936); Michailov, F(1934, 1952); Pordan, M (1944); Krenn, K (1946); Mayer, H.A (1952)… dùngphương pháp giải tích toán học và đề nghị các dạng phương trình dưới đây:

h = a + b 1 d + b 2 d 2 (1.5)

h = a + b 1 d + b 2 d 2 + b 3 d 3 (1.6)

2 2

1,3 ( )

d h

1.1.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ cacbon của rừng

Trong chu trình cacbon toàn cầu, lượng cacbon lưu trữ trong thực vật thân

gỗ và trong lòng đất khoảng 2,5 Tt* (bao gồm trong đất, sinh khối tươi và vậtrơi rụng), khí quyển chỉ chứa 0,8 Tt Dòng cacbon trao đổi do sự hô hấp vàquang hợp của thực vật là 0,61 Tt và dòng trao đổi giữa không khí và đại dương

là 0,92 Tt

Theo chu trình C, trong tổng số 5,5 Gt* - 6,6 Gt lượng cacbon thải ra từ cáchoạt động của con người, có khoảng 0,7 Gt được hấp thụ bởi các hệ sinh tháibên trên bề mặt trái đất, và hầu hết lượng cacbon trên trái đất được tích lũy trongđại dương và các hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới… Một số nămgần đây các nhà khoa học và chuyên gia kinh tế trên thế giới đã quan tâm đếnviệc tích tụ cacbon trong rừng để làm giảm bớt khả năng tích tụ khí gây hiệuứng nhà kính trong bầu khí quyển (Adams et al., 1993 ; Adams et al ,1999 ;IPCC ,1996, 2000)

* 1 terra ton (Tt) = 10 12 tấn = 10 8 g

* 1 giga ton (Gt) = 10 9 tấn = 10 15 g

Tổng lượng cacbon dự trữ của rừng trên toàn thế giới khoảng 826 tỷ tấnchủ yếu ở cây và trong lòng đất (Brown ,1997), con người hoàn toàn có thểchuyển dịch các cacbon từ khí quyển thông qua một số bước nhằm tăng các bểchứa cacbon này Các bước này có thể bao gồm tăng khối lượng cacbon dự trữcho một ha thông qua quản lý mật độ hoặc tuổi rừng (Hoen and Solberg, 1994;Van Kooten et al 1995; nad Murray, 2000) hoặc tăng diện tích rừng (Stavins,1999; Plantinga et al, 1999) bằng phương pháp này đã đưa ra nhiều triển vọnglàm giảm giá thành cắt giảm khí nhà kính trong khí quyển và mối lo ngại toàncầu.

Cacbon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở 4 bộ phận chính: thảmthực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng Vì vậy việc xácđịnh lượng cacbon trong rừng thường thông qua xác định sinh khối rừng (McKenzie, 2001)

Tại Indonesia rừng có lượng cacbon hấp thụ từ 161 – 300 tấn/ha trong phầnsinh khối trên mặt đất (Murdiyarso D, 1995) Trung tâm nghiên cứu phát triển

và bảo tồn rừng của Indonesia đã nghiên cứu khả năng hấp thụ cacbon của rừngtrồng Keo tai tượng, Thông trên đảo Java Nghiên cứu đã được tiến hành cho cácđối tượng rừng trồng ở các tuổi khác nhau kết quả cho thấy khả năng hấp thụCO2 của Thông cao hơn Keo tai tượng (22,09 tấn CO2/ha/year ; 18,59 tấnCO2/ha/year) (Ika Heriansyah and Chairil, 2005) Năm 2000, Noordwijk đãnghiên cứu khả năng tích lũy cacbon của các rừng thứ sinh, các hệ thống nônglâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm trung bình 2,5 tấn/ha/năm và đã nghiêncứu mối quan hệ giữa điều kiện xung quanh với loài cây: khả năng tích lũycacbon này biến động từ 0,5 – 12,5 tấn/ha/năm, rừng Quế 7 tuổi tích lũy từ 4,49– 7,19 kg C/ha

Sabarudi và các cộng sự (2003), nghiên cứu về khả năng hấp thụ cacboncủa một số loài cây trồng chính, trên cơ sở đó đã xây dựng mô hình kinh tế chocác loài cây này, trong đó có loài Keo tai tượng đã đưa ra được phương trìnhtính lượng cacbon có trong sinh khối cây với loài Keo tai tượng:

*1.15 0.75

Vt

Bt  (1.12)

Vt: là thể tích cây tính theo tuổi

Vt = 194.2[1 – Exp (-1.926 (1 – 0.806 )t] 1/1- 0.806 (Với = 5.356) (1.13)

Tại Philippines (1999), Lasco R cho thấy ở rừng tự nhiên thứ sinh có 86 –

201 tấn C/ha trong phần sinh khối trên mặt đất; ở rừng già là 370 – 520 tấnsinh khối /ha (tương đương 185 – 260 tấn C/ha), lượng cacbon ước chiếm 50%sinh khối) Rừng sản xuất cây mọc nhanh tích lũy được 0,5 – 7,82 tấn C/ha/nămtùy theo loài cây và tuổi; Lasco (2003), Noonpragop K đã xác định lượngcacbon trong sinh khối trên mặt đất tại Thái Lan là 72 – 182 tấn/ha TạiMalaysia, lượng cacbon trong rừng biến động từ 100 – 160 tấn/ha và tính cảtrong sinh khối và đất 90 – 780 tấn/ha (Abu Bakar, 2002)

1.1.3 Nghiên cứu về Keo lai

Keo lai được Hepburn và Shim phát hiện năm 1992 tại Sook , Sabah và

Malaysia Năm 1976 Tham đã chứng minh rằng Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis ) có thể thụ phấn chéo, kết quả

tao ra cây lai có sinh trưởng hơn hẳn bố mẹ chúng Tại hội nghị Lâm nghiệp ởMalaysia năm 1986 Rufeld và Lopongan đã trình bày nhũng phát hiện của họ vềKeo lai và năm sau Rufeld đã công bố những kết quả nghiên cứu cây lai cónguồn gốc khác nhau bằng iso-zym Cũng vào năm 1991, Wickneswari vàNorwat bằng cách phân tích sinh hóa hạt giống đã báo cáo sự khác nhau về mặt

di truyền Josue ở Sabah để nghiên cứu ra hoa kết quả của Keo lai

Ở vùng Châu Á Thái Bình Dương, Keo lai được phát hiện ở Thái Lan(Kijika, 1992), ở Indonesia từ năm 1992 đã bắt đầu có thí nghiệm trồng Keo lai

từ mô phân sinh cùng Keo tai tượng và Keo lá tràm (Ombuh et al ,1993) Keo lai

tự nhiên còn tìm thấy trong vườn ươm Keo tai tượng (lấy giống từ Malaysia) củatrạm nghiên cứu Jon – Pu (Viện nghiên cứu lâm nghiệp Đài Loan) (Kiang Tao etal,1998) và ở khu trồng Keo tai tượng Ở Quảng Châu (Trung Quốc)

Kowanigh (1972) ở Thái Lan đã nêu lên sự cần thiết nghiên cứu có kiểm tra

về thụ phấn chéo giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) Năm 1987 Trung tâm hạt giống cây rừng Asean –Canada đã

phát hiện hạt từ cây Keo tai tượng trồng gần cây Keo lá tràm mọc ra các cây con

có đặc tính khác bố mẹ chúng

1.2 Ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.2.1.1 Nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính thân cây (N/D 1.3 )

Tác giả Đồng Sỹ Hiền (1974) đã chọn hàm Pearson với 7 họ đường cong

khác nhau để biểu diễn phân bố số cây theo cỡ đường kính rừng tự nhiên.Nguyễn Hải Tuất (1975, 1982, 1990) sử dụng hàm Mayer, khoảng cách biểudiễn cấu trúc rừng thứ sinh Nguyễn Văn Trương (1983) sử dụng phân bốPoison nghiên cứu, mô phỏng quy luật cấu trúc đường kính thân cây rừng chođối tượng rừng hỗn giao khác tuổi

Nghiên cứu của Vũ Văn Nhâm (1988) và Vũ Tiến Hinh (1990) cho thấy, cóthể dùng phân bố Weibull với 2 tham số để biểu thị phân số N/D cho những lâm

phần thuần loài đều tuổi như Thông đuôi ngựa (Pinus massoniana), Thông nhựa (Pinus merkusii), Mỡ (Manglietia glauca) và Bồ đề (Styrax tonkinensis).

Phạm Ngọc Giao (1995) khi nghiên cứu quy luật N/D cho Thông đuôi ngựavùng Đông Bắc đã chứng minh tính thích ứng của hàm Weibull và xây dựng môhình cấu trúc đường kính cho lâm phần Thông đuôi ngựa

Nguyễn Ngọc Lung (1999) đã thử nghiệm 3 hàm phân số: Poisson,Charlier, Weibull khi nghiên cứu phân bố số cây theo cỡ đường kính cho rừngThông ba lá ở Việt nam đã rút ra kết luận : Hàm Charlier là hàm phù hợp nhất,tính toán đơn giản hơn

1.2.1.2 Nghiên cứu quy luật quan hệ giữa chiều cao với đường kính thân cây

Phạm Ngọc Giao (1995) sử dụng phương trình Logarit một chiều để mô tảquan hệ H/D của các lâm phần Thông đuôi ngựa:

h = a + b.logd (1.14)

Tác giả Bảo Huy (1993) đã sử dụng 4 phương trình tương quan H/D:

h = a + b.d 1.3 (1.15)

h = a + b.logd 1.3 (1.16)

log h = a + b d 1.3 (1.17)

log h = a + b.logd 1.3 (1.18)cho từng loài ưu thế là: Bằng lăng, Cẩm xe, Kháo và Chiêu liêu ở rừng rụng

lá và nửa rụng lá Tác giả chọn được phương trình thích hợp nhất là:

log h = a + b.logd 1.3 (1.19)

1.2.2 Nghiên cứu về khả năng hấp thụ cacbon của rừng

Những nghiên cứu về khả năng hấp thụ cacbon của rừng ở nước ta mới chỉđược tiến hành trong một vài năm trở lại đây Song những kết quả thu đượcbước đầu là rất lớn, có giá trị và phần nào đã phản ánh được khả năng hấp thụcacbon của rừng ở nước ta

Ngô Đình Quế (2005 ) khi Nghiên cứu, xây dựng các tiêu chí , chỉ tiêu trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch ở Việt Nam đã tiến hành đánh giá khả

năng hấp thụ CO2 thực tế của một số loại rừng trồng ở Việt Nam gồm : Thôngnhựa, Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm và Bạch đàn Uro ở các tuổi khácnhau Kết quả tính toán cho thấy khả năng hấp thụ CO2 của các lâm phần khácnhau tùy thuộc vào năng suất lâm phần đó ở các tuổi nhất định Để tích lũy 100tấn CO2 /ha Thông nhựa phải đạt đến tuổi 16-17 ,Thông mã vĩ và Thông ba lá ởtuổi 10, Keo lai 4-5 tuổi, Keo tai tượng 5-6 tuổi , Bạch đàn uro ở tuổi 4-5 Kếtquả nghiên cứu này là rất quan trọng nhằm làm cơ sở cho việc quy hoạch vùngtrồng xây dựng các dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch CDM Tác giả

đã lập được các phương trình tương quan hồi quy tuyến tính giữa yếu tố lượngCO2 hấp thụ hàng năm với năng suất gỗ và năng suất sinh học Từ đó tính rađược khả năng hấp thụ CO2 thực tế ở nước ta đối với 5 loài cây trên

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Dũng (2005) tại núi Luốt –ĐHLN cho thấy rừng Thông mã vĩ thuần loài 20 tuổi có lượng cacbon tích lũy

là 80,7 – 122 tấn/ha; giá trị tích lũy cacbon ước tính đạt 28,5 – 39 triệu VNĐ/ha Rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng lượng cacbon tích lũy là

62,5 – 103,1 tấn/ha; giá trị cacbon ước tính đạt 20 – 33 triệu VNĐ/ha Tác giảcũng đã xây dựng được bảng tra lượng cacbon tích lũy của 2 trạng thái rừngtrồng Keo lá tràm và Thông mã vĩ theo mật độ , Dg và HL

Ngô Đình Quế (2006) cho biết, với tổng diện tích 123,95 ha sau khi trồngKeo lai 3 tuổi , Quế 17 tuổi, Thông 3 lá 15 tuổi, Keo lá tràm 12 tuổi thì sau khitrừ đi tổng lượng cacbon của đường cơ sở,lượng cacbon thực tế thu được quaviệc trồng rừng theo dự án CDM là 7533,6 tấn cacbon hoặc 27721,9 tấn CO2

Vũ Tấn Phương (2006) tính toán trữ lượng cacbon trong sinh khối thảmtươi cây bụi tại Hòa Bình và Thanh Hóa là 20 tấn/ha với lau lách, 14 tấn/ha vớicây bụi cao 2 – 3m , khoảng 10 tấn/ha với cây bụi dưới 2 m và Tế guột; 6,6tấn/ha với cỏ lá tre; 4,9 tấn/ha với cỏ tranh; cỏ chỉ, cỏ lông lợn là 3,9 tấn/ha Đây

là một kết quả nghiên cứu rất quan trọng không chỉ đóng góp cho phương phápluận nghiên cứu sinh khối cây bụi thảm tươi mà còn là căn cứ khoa học để xâydựng kịch bản đường cơ sở cho các dự án trồng rừng CDM sau này

Nguyễn Ngọc Lung, Nguyễn Tường Vân đã sử dụng công thức tổng quát củaquá trình quang hợp để tính ra hệ số chuyển đổi từ sinh khối khô sang CO2 đã hấpthụ là 1,630/1 Căn cứ vào biểu quá trình sinh trưởng và biểu Biomass các tác giảtính được 1 ha rừng Thông 60 tuổi ở cấp đất III chứa đựng 707,75 tấn CO2

Theo Vũ Tấn Phương (2007) thì khả năng hấp thụ cacbon của cây cá lẻKeo tai tượng là khá lớn, ở tuổi 10 lượng CO2 hấp thụ trong cây là 655,03 kgcacbon/cây; đối với Keo lá tràm thì khả năng hấp thụ CO2 của cây cá lẻ thấphơn, cây ở tuổi 12 hấp thụ 93,5 kg CO2/cây; với Bạch đàn urophylla ở tuổi 6 là169,84 kg/cây

Các tác giả thường thiết lập mối quan hệ giữa lượng cacbon tích lũy củarừng với các nhân tố điều tra cơ bản như đường kính, chiều cao vụt ngọn, mậtđộ.… cụ thể như Nguyễn Văn Dũng (2005) đã lập phương trình cho 2 loàiThông mã vĩ và Keo lá tràm; Ngô Đình Quế (2005) đã xây dựng mối quan hệcho các loài Thông nhựa, Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tram, Bạch đàn urô VũTấn Phương (2006) xây dựng các phương trình quan hệ cho Keo lai, Keo tai

tượng, Keo lá tràm, Bạch đàn urophylla, Quế Đây là những cơ sở quan trọngcho việc xác định nhanh lượng cacbon tích lũy của rừng trồng ở nước ta thôngqua điều tra một số chỉ tiêu đơn giản.

Khả năng hấp thụ cacbon của rừng tự nhiên cũng được quan tâm nghiêncứu.Vũ Tấn Phương (2006) đã nghiên cứu trữ lượng cacbon theo các trạng tháirừng cho biết: rừng giàu có tổng trữ lượng cacbon 694,9 – 733,9 tấn CO2/ha.rừng trung bình 539,6 – 577,8 tấn CO2/ha, rừng nghèo 387,0 – 478,9 tấnCO2/ha, rừng phục hồi 164,9 – 330,5 tấn CO2/ha và rừng tre nứa là 116,5 –277,1 tấn CO2/ha

Phạm Tuấn Anh (2007) đã nghiên cứu khả năng hấp thụ cacbon của cácloại cây rừng khác nhau trong rừng tự nhiên Kết quả cho thấy khả năng hấp thụcacbon của các loại cây rừng là rất khác nhau Một số cây có khả năng hấp thụCO2 lớn như Dẻ (3493,1 kg CO2/cây), Chò sót (2638,7 kg CO2/cây) nhưng cũng

có cây chỉ thấp hơn như Trâm (20,6 kg CO2/cây), Ba soi (27,5 kg CO2/cây) Theo Hoàng Xuân Tý (2004), nếu tăng trưởng rừng đạt 15 m3/ha/năm.Tổng sinh khối tươi và chất hữu cơ của rừng sẽ đạt xấp xỉ 10 tấn/ha/năm tươngđương 15 tấn CO2/ha/năm, với giá thương mại cacbonic tháng 5/2004 biến động

từ 3-5 USD/tấn CO2, thì 1 ha rừng như vậy có thể đem lại 45-75 USD (tươngđương 675000 -1.120000 đồng Việt Nam)

Đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO 2 và cải tạo đất của rừng trồng Keo lai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc” của Nguyễn Viết Khoa (2010) đã xác

định được cấu trúc lượng cacbon hấp thụ trong cây cá thể và lâm phần Keo laitính trung bình cho các tuổi và cấp đất như sau:

+ Cấu trúc lượng cacbon hấp thụ trong cây cá thể Keo lai: thân 54,31%

rễ 16,4% ; cành 15,16% ; lá 8,58% ; vỏ 5,54%

+ Cấu trúc lượng cacbon hấp thụ trong lâm phần Keo lai: đất rừng chiếm67,74% ; tầng cây gỗ 27,58%; tầng cây bụi thảm tươi chiếm 1,48% và vật rơirụng chiếm 3,2%

Võ Đại Hải và cộng sự (2009) trong đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu khả năng hấp thụ và giá trị thương mại cacbon của một số dạng rừng trồng chủ yếu

ở Việt Nam” đã nghiên cứu và xác định được cấu trúc lượng cacbon trong cây

cá thể Trong lâm phần các loài cây Thông đuôi ngựa, Thông nhựa, Keo lai, Keo

lá tràm, Bạch đàn Uro… Bên cạnh đó, các tác giả còn xác định được mối quan

hệ tương quan giữa lượng cacbon hấp thụ với sinh khối cây cá lẻ, sinh khối câybụi thảm tươi, thảm mục dưới tán rừng…

1.2.3 Nghiên cứu về Keo lai

Ở Việt Nam Keo lai được tìm thấy ở Ba Vì (Hà Tây),Thống Nhất (ĐồngNai), sông Bé và một số tỉnh miềnTrung như : Quảng Nam, Đà Nẵng , KhánhHòa ngoài ra còn phát hiện thấy lác đác ở khắp cả nước, như ở Nam Bộ (TânTạo, Trảng Bom, Sông Mây, Trị An) Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, HàTĩnh, Quảng Nam, Đà Nẵng, Khánh Hòa) Ở Bắc Bộ( Hà Tây, Hòa Bình, PhúThọ) Keo lai được trung tâm giống cây rừng đã có những nghiên cứu về chọn

và nhân giống Keo lai ở Thống Nhất (Đồng Nai) , Ba Vì (Hà Tây) đã chọn 26dòng trong đó có được 8 dòng có đặc điểm sinh trưởng tốt hơn hẳn Keo lá tràm

và Keo tai tượng đó là các dòng 5, 10, 16, 23, 27, 29, 32, 33

Keo lai mang đặc điểm trung gian giữa hai loài cây bố và mẹ, có thân thẳng,tròn, tán lá dày, kích thước lá trung bình (lá nhỏ hơn lá Keo tai tượng và lớn hơn

lá Keo lá tràm), lá có 4 gân chính, cây tỉa cành tự nhiên tốt Hệ rễ phát triển, rễ

có nhiều nốt sần do vi khuẩn Rhizobium cộng sinh cố định đạm tạo nên Do đócây có thể được trồng làm cây che phủ, bảo vệ, cải tạo đất rất tốt

Đặc biệt nhờ sự kết hợp chọn lọc cây trội có kiểm tra hậu thế bằng cây homtrong thời gian qua đã chọn lọc được một số dòng Keo lai có năng suất cao, thâncây thẳng, cành nhánh nhỏ, sinh trưởng nhanh như các dòng K5, K10, K32,K33…Năm 1992 Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng thuộc Viện khoa họcLâm nghiệp Việt Nam đã phối hợp một số đơn vị khác, tiến hành các nghiên cứucủa Keo lai như chọn giống, nhân giống, khảo nghiệm dòng vô tính, nghiên cứukhả năng cung cấp bột giấy và nghiên cứu tính chất vật lý cơ học của gỗ Keo lai

Theo Lê Đình Khả (1999) đặc điểm nổi bật của giống Keo lai là có ưu thếlai hết sức rõ rệt về sinh trưởng Ưu thế này đã được thể hiện rõ ở cả Ba Vì lẫnĐông Nam Bộ và nhiều nơi khác Kiểm tra sinh trưởng rừng trồng Keo tai tượng

có xuất hiện Keo lai tại Ba Vì cho thấy Keo lai có sinh trưởng nhanh hơn Keotai tượng 1,2 – 1,6 lần về chiều cao và 1,3 – 1,8 lần về đường kính Ở giai đoạn

4 tuổi rưỡi Keo lai có thể tích gấp 2 lần Keo tai tượng Tại sông Mây (Đồng Nai)khi so sánh với Keo lá tràm cùng tuổi đã thấy rằng Keo lai sinh trưởng nhanhhơn Keo lá tràm 1,3 lần về chiều cao và 1,5 lần về đường kính

Lê Đình Khả (2003) đã tiến hành nhân giống Keo lai bằng nuôi cấy mô vàgiâm hom, nghiên cứu lai giống giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm và khảonghiệm Keo lai cho kết quả: Keo lai đời F1 sinh trưởng nhanh, song khi lấy hạt

để trồng rừng sẽ có hiện tượng phân ly và thoái hóa nên năng suất và chất lượnggiảm xuống Vì vậy để giữ được tính đồng nhất và ưu thế lai ở đời F1 phải dùngphương pháp nhân giống sinh dưỡng

Nguyễn Trọng Bình (2003) đã tiến hành lập biểu sinh trưởng và sản lượngtạm thời cho rừng trồng Keo lai thuần loài trong đó tác giả đã phân chia sinhtrưởng Keo lai thành 4 cấp đất khác nhau Đây là cơ sở khoa học quan trọng choviệc gây trồng, kinh doanh rừng trồng Keo lai

là những tài liệu tham khảo tốt cho các nước phát triển sau trong đó có ViệtNam.

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sinh khối đặc biệt là nghiên cứu khả năng hấpthụ CO2 của rừng được thực hiện khá muộn so với trên thế giới nhưng bước đầucũng đạt được những thành công đáng kể thể hiện sự kế thừa có chọn lọc nhữngtri thức khoa học của thế giới Chúng ta đã định lượng được năng suất sinh khốicũng như khả năng hấp thụ CO2 của hầu hết các dạng rừng trồng phổ biến củanước ta như: Mỡ, Keo các loại, Thông mã vĩ, Thông nhựa, Bạch đàn Uro tạotiền đề cho việc tri trả dịch vụ môi trường rừng Tuy nhiên chỉ dừng lại ở đó làchưa đủ,Việt Nam là một quốc gia có diện tích rừng rất lớn, phân bố ở các vùngsinh thái khác nhau và sự tồn tại hay mất đi của các trạng thái rừng này có ảnhhưởng quyết định tới các vấn đề môi trường của nước ta Tuy nhiên cho tới nay,các công trình nghiên cứu về sinh khối cũng như lượng hóa giá trị hấp thụ CO2của các trạng thái rừng rất ít được thực hiện và trở thành một khoảng trống lớncần phải được quan tâm nghiên cứu

Keo lai là một cây trồng thích hợp cho phủ xanh đất trống đồi núi trọc, làloài cây mang lại giá trị kinh tế cao cho người trồng rừng Tuy nhiên các nghiêncứu của tác giả còn tản mạn, chưa tập trung Nhiều nghiên cứu do thời giannghiên cứu dài nên chưa thể hoàn thành quá trình khảo nghiệm; các kết quảnghiên cứu về Keo lai hầu hết chỉ được kiểm tra trong giai đoạn vườn ươm, ít cónghiên cứu có sự kiểm chứng ở điều kiện thực tiễn

CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu lý luận.

Góp phần củng cố lý luận về việc xác định được cấu trúc và khả năng hấp

thụ cacbon của rừng trồng Keo lai thuần loài

2.1.2 Mục tiêu thực tiễn

Nghiên cứu cấu trúc, sinh khối và khả năng tích lũy cacbon của rừng Keolai thuần loài ở cấp tuổi 2 và cấp tuổi 6

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Rừng Keo lai trồng thuần loài ở giai đoạn tuổi 2 và tuổi 6 thuộc Trung tâm nghiêncứu và thực nghiệm cây nguyên liệu giấy huyện Hàm Yên- Tỉnh: Tuyên Quang

2.3 Giới hạn nghiên cứu

- Về địa bàn: chỉ giới hạn trong phạm vi rừng trồng Keo lai thuần loài tạiTrung tâm nghiên cứu và thực nghiệm cây nguyên liệu giấy huyện Hàm Yên-Tỉnh Tuyên Quang

- Về nội dung: Nghiên cứu cấu trúc, sinh khối và khả năng hấp thụ cacbon

của trạng thái rừng Keo lai tại Trung tâm nghiên cứu và thực nghiệm câynguyên liệu giấy huyện Hàm Yên- Tỉnh Tuyên Quang

2.4 Nội dung nghiên cứu

2.4.1 Nghiên cứu cấu trúc của lâm phần Keo lai thông qua các chỉ tiêu D 1.3

và Hvn

2.4.2 Nghiên cứu sinh khối của lâm phần Keo lai

- Sinh khối tầng cây cao của trạng thái rừng Keo lai

- Sinh khối cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng dưới tán rừng trồng Keo lai

- Sinh khối toàn lâm phần rừng trồng Keo lai

2.4.3 Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong lâm phần Keo lai

- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong tầng cây cao rừng trồng Keo lai

- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong cây bụi thảm tươi và vật rơirụng dưới tán rừng trồng Keo lai

- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy trong đất rừng trồng Keo lai

- Nghiên cứu lượng cacbon tích lũy toàn lâm phần rừng trồng Keo lai

2.5 Phương pháp nghiên cứu

2.5.1 Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài

- Khả năng hấp thụ CO2 của rừng được hiểu là khả năng thu giữ CO2ngoài không khí để chuyển thành sinh khối cơ thể thực vật thông qua quá trìnhquang hợp Khi đã được chuyển hóa thành sinh khối cơ thể thực vật thì lượngCO2 hấp thụ đã được chuyển thành một dạng hợp chất khác dưới dạng phân tửC6H12O6 khi đó giá trị hấp thụ CO2 của thực vật rừng được hiểu là giá trị tích lũycacbon của rừng Vì vậy, lượng cacbon tích lũy được trong rừng càng nhiều cónghĩa là khả năng hấp thụ CO2 của rừng càng tốt

- Khả năng hấp thụ cacbon có mối quan hệ chặt chẽ với năng suất sinhkhối của rừng, vì vậy cách tiếp cận trong nghiên cứu này sẽ dùng để xác địnhnăng suất sinh khối của rừng từ đó xác định lượng carbon hấp thụ và giá trịthương mại cacbon cho rừng

- Công tác tính toán và dự báo lượng CO2 mà trạng thái rừng Keo lai hấpthụ là rất quan trọng, vì vậy ngoài việc nghiên cứu xác định các giá trị CO2 hấpthu thực tế cần phải xây dựng mối quan hệ giữa lượng CO2 hấp thụ với các nhân

tố điều tra

- Tổng lượng CO2 hấp thụ trong lâm phần bao gồm các thành phần sau:lượng CO2 hấp thụ trong tầng cây gỗ, cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng và trongđất dưới tán rừng

2.5.2 Phương pháp ngoại nghiệp

2.5.2.1 Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu

- Các tài liệu, công trình khoa học đã công bố có liên quan tới việc xácđịnh cấu trúc, trữ lượng CO2 hấp thụ của rừng và những nghiên cứu về Keo lai

ở cả trên thế giới và Việt Nam

- Tài liệu liên quan đến phương pháp xác định sinh khối,xác định cacbontích lũy ở rừng trồng

- Kế thừa các tài liệu, thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội củakhu vực nghiên cứu

2.5.2.2 Phương pháp lập OTC

a Phương pháp bố trí thí nghiệm

+ Khảo sát sơ bộ trạng thái rừng ở tuổi 2 và tuổi 6 của khu vực nghiên cứu + Lập 4 OTC tương ứng với 2 trạng thái là: lập 2 OTC ở trạng thái rừngKeo lai 2 tuổi; lập 2 OTC ở trạng thái rừng Keo lai 6 tuổi Mỗi OTC có diện tích500m2 (20m x 25m), OTC phải là những ô đại diện và mang tính chất điển hìnhcho khu vực

Trong mỗi OTC lập 5 ô dạng bản diện tích 1m2 (1m x 1m) để điều tra câybụi,thảm tươi và vật rơi rụng

Tổng số OTC là: 2 OTC x 2 trạng thái = 4 OTC

Tổng số ô dạng bản: 4 OTC x 5 ô dạng bản/OTC = 20 ô dạng bản

Hình 2.1 Sơ đồ phối trí OTC và các ô dạng bản

b Phương pháp thu thập số liệu

Tại các OTC, tiến hành:

- Điều tra tổ thành tầng cây cao

+ Đo đường kính ngang ngực (D1.3) tất cả các cây trong ô tiêu chuẩn theohai chiều Đông -Tây, Nam - Bắc bằng thước kẹp kính, sau đó lấy giá trị trungbình với độ chính xác đến cm

+ Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) bằng thước đo cao Blumleiss, với độ chínhxác đến cm

Số liệu thu thập điều tra tầng cây cao được ghi vào biểu sau:

Biểu đo đếm tầng cây cao

Loài cây:………… Ngày điều tra:………

2.5.2.3 Phương pháp xác định sinh khối rừng

- Phương pháp xác định sinh khối tầng cây cao tiến hành đo điếm các chỉtiêu D1.3, Hvn

- Phương pháp thu thập sinh khối cây bụi, thảm tươi

+ Trên 5 ô dạng bản (1m x 1m), đặt 4 ô ở 4 góc của OTC và 1 ô tại trungtâm OTC, cắt toàn bộ cây bụi, dây leo, thảm tươi phía trên mặt đất Sau đó cânngay tại hiện trường thu được kết quả sinh khối tươi (fresh weight=FW)

+ Cho tất cả cây bụi, thảm tươi của 5 ô dạng bản trộn đều, băm ra rồi cânlấy 200g cho vào khay giấy rồi đem sấy khô ở nhiệt độ 105oC tới khi khối lượngmẫu đại diện không thay đổi (dry weight=DW), kết quả thu được sinh khối khô

Ghi nhãn mẫu: ngày lấy mẫu,loại mẫu, số hiệu ô mẫu và người lấy mẫu

- Phương pháp thu thập sinh khối vật rơi rụng,

+ Trên 5 ô dạng bản (1m x 1m), đặt 4 ô ở 4 góc của OTC và 1 ô tại trungtâm OTC, thu gom toàn bộ vật rơi rụng (cành, lá, hoa, quả …) trên 1 ô dạng bản,cân ngay taị hiện trường thu được kết quả sinh khối tươi Sau đó trộn đều vậtrơi rụng và lấy mỗi ô tiêu chuẩn 1 mẫu 200g sấy khô ở nhiệt độ 105oC tới khikhối lượng mẫu đại diện không thay đổi, kết quả thu được sinh khối khô.

Ghi nhãn mẫu: ngày lấy mẫu,loại mẫu, số hiệu ô mẫu và người lấy mẫu

Ảnh 1 : Sấy mẫu CBTT và VRR trong phòng thí nghiệm

- Phương pháp lấy mẫu đất

Chọn ngẫu nhiên 2 điểm trong mỗi ô tiêu chuẩn để lấy mẫu đất

Tại mỗi điểm lấy đất ở độ sâu từ 0→30 cm:

+Tầng sâu 0-10 cm lấy 1 mẫu 100g

+Tầng sâu 10-20 cm lấy 1 mẫu 100g

+Tầng sâu 20-30 cm lấy 1 mẫu 100g

Sau khi lấy xong cho vào túi nhựa/nilon loại tốt, buộc túi để giảm thiểu sựbay hơi

Ghi nhãn mẫu: ngày lấy mẫu, độ sâu lấy mẫu, số hiệu ô mẫu và người lấy mẫu

Tổng số điểm lấy mẫu là : 2 điểm x 4 OTC = 8 điểm

Tổng số mẫu là: 8 điểm x 3 (độ sâu tầng đất) = 24 mẫu

Ảnh 2 : Hong phơi mẫu đất trước khi làm thí nghiệm

Ảnh 3 : Xác định dung trọng và hàm lượng mùn trong phòng thí nghiệm

2.5.3 Phương pháp nội nghiệp

Số liệu điều tra, đo đếm trong quá trình thực hiện đề tài được sử dụng theophương pháp phân tích thống kê và phần mềm SPSS

1 Chỉnh lý số liệu, lập phân bố thực nghiệm

Chỉnh lý số liệu đo đếm tầng cây cao trong mỗi ô

Số liệu thu được từ các ô tiêu chuẩn được chỉnh lý, tổng hợp theo phươngpháp thống kê toán học trong lâm nghiệp, sử dụng phương pháp chia tổ ghépnhóm của Brooks và Caruther

- Số tổ chia: m = 5.log (n) với n là dung lượng mẫu quan sát

Xmin: giá trị nhỏ nhất của chỉ tiêu X.

Kết quả được ghi ở bảng sau:

Bảng phân bố số cây theo đường kính

2 Mô hình hóa phân bố weibull

Để kiểm tra mức độ phù hợp của phân bố thực nghiệm với phân bốWeibull, là cơ sở để kiểm tra phân bố lượng các bon theo đường kính sau này Phân bố Weibull là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với miềngiá trị ( 0, +∞) Hàm mật độ có dạng:

fx (x) = α λ xα-1 e-λ.x α (2.2)

Và hàm phân bố : F x ( ) 1 e  X a

  (2.3) Trong đó α và λ là hai tham số của phân bố Weibull Khi các tham số củaphân bố Weibull thay đổi thì dạng đường cong phân bố cũng thay đổi theo.Tham

số λ đặc trưng cho độ nhọn của phân bố, tham số α đặc trưng cho độ lệch củaphân bố

Phân bố Webull mô phỏng các phân bố thực nghiệm có dạng:

α = 1: phân bố có dạng giảm

α = 3: phân bố có dạng đối xứng

α > 3: phân bố có dạng lệch phải

α <3 : phân bố có dạng lệch trái

• Xác định các tham số của phân bố Weibull:

Việc xác định các tham số của phân bố Weibull có thể có mấy phươngpháp sau:

- Cho trước α tùy theo mức độ lệch phải hay lệch trái của phân bố thựcnghiệm và ước lượng λ bằng phương pháp tối đa hợp lý

Trong mục này chỉ giới thiệu phương pháp thứ nhất:

Ở phương pháp thứ nhất tùy thuộc vào kinh nghiệm mà có thể phải chọn

α ứng với một giá trị nào đó để tính mức độ phù hợp χ2 n Sau đó cóthể thay đổigiá trị α và dừng lại khi mà trị số χ2 n là bé nhất và nhỏ hơn χ 2 05 tra bảng với bậc

tự do k = l – r – 1

• Tính xác suất theo phân bố Weibull

Phân bố Weibull là phân bố liên tục, nên xác suất biến ngẫu nhiên liên tục

X có phân bố Weibull lấy giá trị trong khoảng (x1, x2) được tính như sau:

2 1

có phân bố Weibull và từ đây ta có thể tính tần số lý thuyết fl = n.pi

• Chuyển đổi các đại lượng quan sát bất kỳ về dạng Weibull

X = Y – Ymin (2.7)

Trong đó Y là đại lượng quan sát bất kỳ như D1.3 hay Hvn… Đem biến Xchia thành từng tổ để tính tần số lý thuyết theo công thức trên.

Bảng mô hình hóa phân bố thực nghiệm theo phân bố Weibull

* Phân tích biến đổi tương quan H – D bằng hàm tuyến tính

Tương quan Hvn – D1.3 được mô phỏng theo các hàm tuyến tính như hàm

Linear: y=a+b.x; hàm Logarithmic: Y=b0+(b1.ln(x)); hàm inverse: y= a+b/X;

hàm Parabol bậc 2 (Quadratic): Y=b0+b1.x+b2.x2; hàm Cubic bậc 3 (hàm bậc 3):

Phương pháp ước lượng bằng bình phương tối thiểu có những tính chất sau:

 Đường thẳng hồi quy đi qua điểm có toạ độ là trung bình của Y và X

 Trung bình của các trị lý luận bằng trung bình của Y quan sát.

 S(y- ˆy ) = Se = 0 với e là sai số dư ở mẫu e = y- ˆy

Hệ số hồi quy là những hàm ước lượng không chệch và hiệu nghiệm tương ứng của các tham số A và B của hàm hồi quy tuyến tính của tổng thể

b Kiểm định sự tồn tại của các hệ số

Đặt giả thuyết H0 : A = 0 và B = 0 và kiểm định chúng bằng tiêu chuẩn t theo các công thức:

a

a

a t

S y y x (2.15) Nếu giá trị tuyệt đối của ta và tb tính theo 2 công thức trên > t/2 ứng với bậc tự do k = n - 2 thì giả thuyết bị bác bỏ, ngược lại ta tạm thời chấp nhận giả thuyết

Trong các công thức trên thì:

c Quan hệ giữa hệ số hồi quy và hệ số tương quan

Từ công thức tính hệ số tương quan và công thức tính hệ số hồi quy ta

chứng minh được quan hệ giữa hệ số hồi quy và hệ số tương quan như sau:

Qy

Qx b

r  (2.18)

Và r2 b y/x b x/y



Như vậy hệ số tương quan sẽ không đổi nếu chúng ta biểu thị X là hàm số

và Y là biến số Trái lại nếu thay đổi biến số thì hệ số hồi quy sẽ thay đổi

* Phân tích biến đổi tương quan H – D bằng hàm phi tuyến tính

Những hồi quy phi tuyến tính như hàm Power (Y= B0XB1) ; hàm Compound(Y=B0*B1X ); hàm chữ S: (Y= exp(B0 + B1/x); hàm Growth: (Y = exp(b0+(b1*x));hàm Exponential: (Y = b0*(exp(b1*x)) là phi tuyến tính đối với hệ số Cáchxác định các tham số của hàm phi tuyến tính là dựa vào phương pháp tuyến tínhhóa

Phân tích tương quan, lập phân bố thực nghiệm và mô hình hóa được xử lýbằng phần mềm SPSS và phần mềm phân tích số liệu phiên bản 2.0 của tác giảBùi Mạnh Hưng, bộ môn Điều tra rừng, Khoa Lâm học, trường Đại học Lâmnghiệp

4 Phương pháp tính toán sinh khối:

* Nghiên cứu sinh khối khô tầng cây cao

Xác định sinh khối trên mặt đất sử dụng công thức theo Kettering et al(2001) được xây dựng cho cây rừng trồng hoặc hệ thống nông lâm kết hợp:

Y=0,11x ρ x D1.32+c (2.20) Trong đó:

ρ là tỷ trọng gỗ = 0,5 ( g/cm3); c = 0,62; (các tham số ρ và c được sử dụnggiá trị mặc định)

D là đường kính của các cây trong lâm phần

Số liệu tính toán được ghi trong biểu sau:

Biểu sinh khối tầng cây cao trạng thái rừng Keo lai STT D 1.3 (cm) Y = 0,11xρxDxD 1.3 2+c (kg/cây)

* Tính toán sinh khối cây bụi thảm tươi

- Sinh khối vật rơi rụng trên 5 ô dạng bản:

5 CBTT i-CBTT

* Tính toán sinh khối vật rơi rụng

- Sinh khối vật rơi rụng trên 5 ô dạng bản :

* Tính toán trữ lượng cacbon

Sau khi xác định được sinh khối khô của tầng cây cao, cây bụi thảm tươi

và vật rơi rụng, có thể xác định được lượng cacbon được hấp thụ nhờ vào cáccông thức sau:

a Công thức xác định trữ lượng cacbon 50%:

Theo nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ hàm lượng Cacbontrong cây cá lẻ là khoảng 50% Vì vậy:

Mc=Mk x (0,5) (Tấn) (2.27)Trong đó: 0,5 là hệ số chuyển đổi giữa sinh khối khô sang lượng các bon

b Trữ lượng cacbon tương đương 44%.

Như chúng ta đã biết thành phần chủ yếu của thực vật sau khi sấy khô làXenllulose Do vậy lượng cacbon trong mẫu thân, cành lá và rễ, cây bụi thảmtươi, vật rơi rụng xác định thông qua công thức cấu tạo gỗ là: (C6H10O5)n

~(12x6+1x10+16x5=162) Như vậy hàm lượng cacbon trong gỗ khô là:

Vì vậy CO2 M c1244

M (Tấn) (2.28)

* Tính toán lượng cacbon tích lũy trong đất

+ Dung trọng của đất tính theo công thức:

Trọng lượng đất khô kiệt

V0 : số ml muối Morh dùng chuẩn độ thí nghiệm trắng

V : số ml muối Morh dùng chuẩn độ mẫu

N : nồng độ đương lượng của dung dịch muối Morh

a : lượng mẫu đất lấy phân tích

K : hệ số khô kiệt

T (= 1,03): hệ số chuẩn muối Morh

0,003 : đương lượng gam của nguyên tố cacbon

1,724 : hệ số thực nghiệm chuyển đổi hàm lượng cacbon sang CHC

+ Lượng cacbon tích lũy trong đất

• Thể tích của một lớp đất : 0,1 x 20 x 25 = 50 (m3) = 50.000.000 (cm3/OTC)

• Lượng đất có trong một lớp = 50.000.000 x D (Tấn/OTC)

• Lượng hữu cơ có trong một lớp = lượng đất có trong một lớp x(CHC%/100) = Mk (Tấn/500 m2) (2.30)

Mk : sinh khối khô

• Lượng hữu cơ/ha = (Tấn/ha) (2.31)

Để tính trữ lượng cacbon tích lũy trong đất ta tính theo công thức xác địnhtrữ lượng cacbon 50% và công thức xác định trữ lượng cacbon tương đương44%

Khảo sát và chọn địa điểm nghiên cứu

Lập ô tiêu chuẩn và đo đếm các chỉ tiêu

Lấy mẫu đất

Thu nhặt và lấy mẫu cây

bụi thảm tươi và vật rơi rụng

Phân tích trong phòng thí nghiệm

Phân tích và xử lý số liệu

Đề xuất ứng dụng

Hình 2.2 : Sơ đồ phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI

KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1 Điều kiện tự nhiên

3.1.1 Vị trí địa lý

Trung tâm nghiên cứu và thực nghiệm cây nguyên liệu giấy Hàm Yên ( gọi tắt là Trung tâm thực nghiệm) hoạt động trên địa bàn xã Nhân Mục, xãBằng Cốc và thị trấn Tân Yên thuộc huyện Hàm Yên-Tỉnh Tuyên Quang Trungtâm thực nghiệm nằm trong khu vực địa lý có tọa độ 20o00’ - 20o15’ độ vĩ Bắc

và 104o05’ – 105o10’ độ kinh Đông

Địa giới Trung tâm thực nghiệm:

+ Phía Bắc Trung tâm thực nghiệm giáp đội 322 Lâm trường Hàm Yên

+ Phía Đông giáp đội Đồng Bàng lâm trường Hàm Yên

+ Phía Nam giáp đội 34 lâm trường Tân Phong

+ Phía Tây giáp xã Tích Cốc huyện Yên Bình – Yên Bái, cách tỉnh lỵ TuyênQuang 40km về phía Nam

3.1.2 Địa hình, địa chất, thổ nhưỡng của Trung tâm thực nghiệm cây NLG Hàm Yên

a Địa hình

Trung tâm thực nghiệm nằm trong vùng quy hoạch NLG trung tâm Bắc Bộ,Địa hình thấp dần về phía Nam, không quá phức tạp, chủ yếu là dạng địa hìnhđồi núi thấp và trung bình, với độ cao tuyệt đối từ 200 – 300m, độ dốc >= 30ochiếm phần lớn diện tích đất được giao

Nhìn bao quát, địa hình địa thế của Trung tâm tương đối đồng nhất, là dạngđịa hình đồi bắt úp xen lẫn đồi núi thấp Không quá khó khăn trong việc tiếp cận

và khá thuận lợi cho việc kinh doanh lâm nghiệp, đặc biệt là trồng rừng NLG

- Nhóm đá trầm tích và biến chất có kết cấu hạt thô (Q)

- Nhóm đá macma axit (a)

Nhìn chung hiện trạng đất đai của Trung tâm thích hợp cho trồng các loại câylàm nguyên liệu giấy như Keo, Mỡ, Bồ đề, Tre, Luồng.

• Tài nguyên thực vật rừng:

- Đặc điểm thảm thực vật:

Trong diện tích đất lâm nghiệp Trung tâm đang quản lý, chủ yếu là tậpđoàn cây trồng rừng cho mục tiêu nguyên liệu giấy, bao gồm một số loài như:Keo, Mỡ, Bồ đề, Thông và Tre Luồng, không có rừng tự nhiên

Đất đai của Trung tâm đã qua 2 – 3 chu kỳ trồng rừng nên đất đai cũng

đã xuống cấp Hiện tại loài cây Keo có đặc tính sinh thái phù hợp với điều kiện

tự nhiên trong vùng, sinh trưởng và phát triển nhanh, khả năng sau một chu kỳ 7– 8 năm có thể đạt sản lượng từ 80 – 100m3/ha Hiện đang là cây trồng rừng chomục tiêu cây nguyên liệu giấy chủ lực của Trung tâm và trên địa bàn huyện HàmYên

Các loài cây khác như: Mỡ, Bồ đề thường yêu cầu đất tốt , nên đã hạnchế trồng từ một số năm gần đây vì năng suất không cao và kén đất Riêng loàiThông do không phù hợp với điều kiện tự nhiên sinh thái trong vùng và điềukiện đầu tư nên đã không đưa vào trồng rừng từ lâu

Đánh giá chung tài nguyên thực vật rừng của Trung tâm không đadạng và phong phú chủ yếu là rừng trồng cho mục tiêu NLG và thực hiện các đềtài nghiên cứu thực nghiệm khoa học

- Thực trạng cảnh quan môi trường:

Trong những năm qua cùng với địa phương Trung tâm thực nghiệm

đã tích cực trong phong trào trồng rừng và bảo vệ rừng Đến nay diện tích đấttrồng rừng của Trung tâm đạt hơn 600 ha, mỗi năm trồng mới ,trồng lại từ 40 –

50 ha Do có kế hoạch cân đối giữa khai thác và trồng lại rừng nên trong Trungtâm không có đất trống, tạo cảnh quan môi trường tương đối tốt

3.1.3 Khí hậu – thủy văn

a Khí hậu