đánh giá trữ lượng cácbon trong thảm rừng cây thân gỗ thuộc bản mọi, xã lục dạ, huyện con cuông, tỉnh nghệ an

[4] 2.2 Nghiên cứu về sự tích lũy Carbon trong các hệ sinh thái rừng 2.2.1 Trên thế giới Mặc dù rừng chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, nhưng sinh khốithực vật của nó chiếm đế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn : TS Ngô Thế Ân

Người thực hiện : Nguyễn Thị Khánh Huyền

Địa điểm thực tập: Trung tâm sinh thái Nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Hà Nội - 2012

Giáo viên hướng dẫn: TS Ngô Thế Ân

Bộ môn Quản lý môi trường khoa Tài nguyên & Môi trường trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Thời gian thực tập: từ 01/01/2012 đến 30/04/2012

Địa điểm thực tập: Trung tâm sinh thái Nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.

HÀ NỘI - 2012

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực tập, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, tôi xin chân thành cảm ơn:

- Sự giúp nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn TS Ngô Thế Ân đã động viên, tận tình chỉ bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp.

- Ban giám hiệu trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, các thầy cô trong khoa Tài nguyên & Môi trường, đặc biệt là các thầy cô ở bộ môn Quản lý môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài.

- Trung tâm sinh thái Nông nghiệp, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tiếp nhận, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài.

- Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã luôn bên cạnh cổ vũ, động viên và giúp đỡ tôi vượt qua khó khăn.

Hà Nội, ngày 20 tháng 4 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Khánh Huyền

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANG MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH v

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu đề tài 3

PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

2.1 Nghiên cứu về sự biến động khí CO2 trong khí quyển 4

2.2 Nghiên cứu về sự tích lũy Carbon trong các hệ sinh thái rừng 4

2.2.1 Trên thế giới 4

2.2.2 Việt Nam 8

2.3 Các phương pháp xác định sinh khối và Cácbon tích lũy trong thực vật thân gỗ 10

2.3.1 Phương pháp đo sinh khối của rừng 10

2.3.3 Phương pháp dựa trên điều tra thể tích 12

2.3.4 Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần 12

2.3.5 Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ 13

2.3.6 Phương pháp dựa trên vật liệu khai thác 13

2.3.7 Phương pháp dựa trên mô hình sinh trưởng 14

2.3.8 Phương pháp dựa trên công nghệ viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 15

PHẦN III: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 16

3.2 Nội dung nghiên cứu 16

3.3 Phương pháp nghiên cứu 16

3.3.1 Phương pháp lập bản đồ có sự tham gia của cộng đồng 16

3.3.2 Phương pháp thiết lập ô tiêu chuẩn 17

3.3.3 Phương pháp đo chu vi cây 18

3.3.4 Phương pháp xác định trữ lượng các bon trong các ô 19

3.3.5 Lập bản đồ trữ lượng các bon trong địa bàn nghiên cứu 19

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 20

4.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế khu vực xã Lục Dạ huyện Con Cuông 20

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 20

4.1.2 Các nguồn tài nguyên 22

4.1.3 Thực trạng môi trường 25

4.1.4 Điều kiện kinh tế 25

4.1.5 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên – kinh tế xã Lục Dạ 27

4.2 Thành lập bản đồ thảm che phủ rừng 28

4.2.1 Vai trò của người dân trong việc thành lập bản đồ thảm che phủ 28

4.2.2 Lập bản đồ có sự tham gia của người dân bản địa 29

4.3 Xây dựng bản đồ khu vực đo sinh khối 31

4.4 Xác định trữ lượng Cácbon trong ô tiêu chuẩn 36

PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41

5.1 Kết luận 41

5.2 Kiến nghị 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHỤ LỤC 45

DANG MỤC BẢNG

Bảng 1: Mật độ sinh khối trung bình một số kiểu rừng ở Australia 11

Bảng 2: Cơ cấu và diện tích sử dụng đất xã Lục Dạ 23

Bảng 3: Thông tin các vùng nghiên cứu 36

Bảng 4: Tổng lượng các bon tích lũy tại các khu vực 37

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Vị trí địa lý xã Lục Dạ huyện Con Cuông 20

Hình 2: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất bản Mọi 30

Hình 3: Bản đồ các khu vực đo sinh khối trong bản Mọi 32

Hình 4: Sơ đồ tâm điểm của các ô tiêu chuẩn đo sinh khối vùng 1 33

Hình 5: Sơ đồ tâm điểm của các ô tiêu chuẩn đo sinh khối vùng 2 34

Hình 6: Sơ đồ tâm điểm của các ô tiêu chuẩn đo sinh khối vùng 3 35

Hình 7: Bản đồ các bon khu vực bản Mọi 38

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Tình trạng mất rừng và suy thoái rừng đang đóng góp một tỉ lệ lớn,khoảng 15-20% tổng lượng khí nhà kính do các hoạt động của con người gây

ra trên phạm vi toàn cầu, đó là một nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể gópphần làm biến đổi khí hậu Tình trạng này xảy ra chủ yếu ở các nước đangphát triển vùng nhiệt đới Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, ngăn chặn mấtrừng và suy thoái rừng sẽ là biện pháp bảo vệ khí hậu trái đất hiệu quả vàtương đối rẻ tiền so với các giải pháp khác Rừng có ảnh hưởng lớn đến nhiệt

độ trái đất thông qua điều hoà các khí gây hiệu ứng nhà kính mà quan trọngnhất là CO2 Hàng năm có khoảng 100 tỉ tấn CO2 được cố định bởi quá trìnhquang hợp do cây xanh thực hiện và một lượng tương tự được trả lại khíquyển do quá trình hô hấp của sinh vật Trên thực tế, lượng CO2 được hấp thụphụ thuộc vào kiểu rừng, trạng thái rừng, loài cây ưu thế, tuổi lâm phần Dođó việc quản lý chu trình CO2 trong điều hoà khí hậu, giảm tác hại hiệu ứngnhà kính đòi hỏi phải có những nghiên cứu, đánh giá về khả năng hấp thụ củatừng kiểu thảm phủ cụ thể để làm cơ sở lượng hoá những giá trị kinh tế màrừng mang lại nhằm đưa ra chính sách chi trả cho các chủ rừng và các cộngđồng vùng cao [1]

Trong suốt một thời gian dài, các chính sách về rừng chủ yếu hướngvào việc khai thác, ít quan tâm đến việc tái sinh rừng Quản lý rừng yếu kém

và khai thác gỗ tràn lan được coi là nguyên nhân chính gây ra sự suy giảmrừng, trong khi đó canh tác nương rẫy và tỷ lệ tăng dân số cao tạo thêm sức épđối với nguồn tài nguyên thiên nhiên ở đây Tuy nhiên, từ năm 1994 khi nhànước thực hiện chính sách giao đất giao rừng cho người dân thì rừng ở huyệnCon Cuông có những chuyển biến tích cực Đến năm 2010, chiến dịch táitrồng rừng ở huyện đã đạt được kết quả cao nhất với 2500 ha rừng đã được

trồng lại, trong đó có 700 ha được trồng bằng nguồn vốn của nông dân Kếtquả là độ che phủ rừng tăng lên 2 lần Hiện nay, độ che phủ rừng của huyệnCon Cuông là cao nhất so với các huyện khác trong tỉnh Nghệ An [9] Trongđó, bản Mọi thuộc xã Lục Dạ là địa phương thực hiện khá tốt chính sách giaođất, giao rừng của Nhà nước Sau khi thực hiện chính sách này, việc khai thác

gỗ rừng gần như chấm dứt, không còn hiện tượng chặt phá rừng bừa bãi làmrẫy, bản Mọi hiện có một khu vực được quy hoạch để canh tác nương rẫy códiện tích khoảng 40 ha (điều tra thực địa) Người dân ở bản chủ yếu là khaithác các lâm sản ngoài gỗ trong rừng (như măng, lá, thuốc, nứa để đun nấu,

củ và các loại rau) Vì vậy rừng tại bản Mọi xã Lục Dạ được chăm sóc và bảo

vệ khá tốt

Việc nghiên cứu trữ lượng Cácbon trong rừng có ý nghĩa quan trọngtrong việc đánh giá vai trò của rừng trong điều hòa khí hậu, hoạch định cácchính sách nhằm bảo vệ và phát triển rừng theo chiều hướng tích cực Từlượng Cácbon tích lũy tính được có thể dễ dàng tính được giá trị kinh tế củanó trên thị trường mua bán phát thải khí nhà kính Kết quả này sẽ làm cơ sởcho việc định giá giá trị môi trường từ việc tính hiệu quả của khả năng hấpthụ khí CO2 của rừng, làm cơ sở phát triển chính sách, cũng như tham gia vàocác dự án, thị trường CO2, các chương trình cơ chế phát triển sạch (CDM)trong nước và thế giới Thị trường Cácbon đã và đang diễn ra rất sôi động trênthị trường thế giới, đặc biệt là ở châu Âu Tuy nhiên việc mua bán này đangdựa trên cơ sở chi phí hạn chế khí phát thải mà chưa có cơ sở khoa học trongviệc tính toán năng lực hấp thụ CO2 của rừng tự nhiên Mặc dù Việt Namtham gia nghị định thư Kyoto nhưng vấn đề này hiện đang còn bỏ ngỏ, thiếucác 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 Cácbontoàn cầu

Vì những lí do trên, được sự phân công của khoa Tài nguyên và Môitrường, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo TS Ngô Thế Ân tôi tiến

hành nghiên cứu đề tài: "Đánh giá trữ lượng Cácbon trong thảm rừng cây

thân gỗ thuộc bản Mọi, xã Lục Dạ, huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An"

1.2 Mục tiêu đề tài

Đánh giá trữ lượng các bon trong thảm rừng cây thân gỗ tại địa bànnghiên cứu làm cơ sở cho việc xác định giá trị môi trường của tài nguyênrừng liên quan đến giảm thiểu phát thải khí nhà kính

PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1 Nghiên cứu về sự biến động khí CO 2 trong khí quyển

Hàm lượng khí CO2 trong khí quyển hiện nay là 0,35% và tỷ lệ này đangcó xu hướng gia tăng Để đánh giá hàm lượng CO2 của không khí trái đất thời

kỳ xa xưa, các nhà nghiên cứu Liên Xô cũ đã lấy các mẫu băng trong cácchỏm núi băng dày 3400m (có niên đại 160 thiên niên kỷ) ở các độ sâu khácnhau Kết quả phân tích các mẫu băng Bắc cực nói trên đều cho thấy rằngkhông khí bị nhốt trong các khối băng chứa hàm lượng CO2 là 0,02% tức20ppm Các giá trị đó thấp hơn 1/3 so với mức ở thời kỳ tiền công nghiệp(trước cuộc cách mạng công nghiệp cuối thế kỷ XVIII) là 279 - 280 ppm vàvào cuối thế kỷ XIX tăng lên 290ppm Kết quả phân tích của đài thiên vănMaumna Loa (trên bán đảo Hawoai) cho biết hàm lượng CO2 khí quyển năm

1958 là 315ppm Đến năm 1989 việc phân tích đã cho thấy hàm lượng CO2tăng lên 350ppm và đến năm 1990 là 354ppm Như vậy trong thời giankhoảng 1 thế kỷ, nghĩa là từ năm 1850 đến nay, hàm lượng CO2 trong khíquyển tăng lên khoảng 25% Hiện nay hàm lượng CO2 tăng lên khoảng1,4ppm mỗi năm Ước tính đến năm 2030, hàm lượng CO2 của khí quyển tráiđất lên tới 600ppm (0,06%) [4]

2.2 Nghiên cứu về sự tích lũy Carbon trong các hệ sinh thái rừng

2.2.1 Trên thế giới

Mặc dù rừng chỉ che phủ 21% diện tích bề mặt trái đất, nhưng sinh khốithực vật của nó chiếm đến 75% so với tổng sinh khối thực vật trên cạn vàlượng tăng trưởng hàng năm chiếm 37% Lượng Cácbon tích lũy bởi rừngchiếm 47% tổng lượng Cácbon trên trái đất, nên việc chuyển đổi đất rừngthành các loại hình sử dụng đất khác có ảnh hưởng mạnh mẽ đến chu trìnhCácbon trên hành tinh Các hoạt động lâm nghiệp và sự thay đổi phương thức

sử dụng đất, đặc biệt là sự suy thoái rừng nhiệt đới là một nguyên nhân quan

trọng làm tăng lượng CO2 trong khí quyển, ước tính khoảng 1,6 tỷ tấn/nămtrong tổng số 6,3 tỷ tấn CO2/năm được phát thải ra do các hoạt động của conngười Do đó, rừng nhiệt đới và sự biến động của nó có ý nghĩa rất to lớntrong việc hạn chế quá trình biến đổi khí hậu toàn cầu [3].

Cácbon 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 xácđịnh lượng Cácbon trong rừng thường được thực hiện thông qua xác định sinhkhối rừng

- Quá trình sinh trưởng của cây trồng cũng đồng thời là quá trình tích lũyCácbon Ở Indonesia khả năng tích lũy Cácbon ở rừng thứ sinh, các hệ thống

nông lâm kết hợp và thâm canh cây lâu năm trung bình là 2,5 tấn/ha/năm và có

sự biến động rất lớn trong các điều kiện khác\ nhau từ 0,5-12,5 tấn/ha/năm [3].Lượng sinh khối và Cácbon không chỉ cố định trong các thành phần củacây mà tăng lên hàng năm theo tuổi cây Từ đây nghiên cứu cũng tiến hànhđánh giá lượng tăng sinh khối và trữ lượng Cácbon trung bình hàng năm tạicác khu rừng trồng keo và bạch đàn Lượng tăng sinh khối trung bình hàngnăm của rừng trồng bạch đàn có giá trị từ 1,68 Mg/ha Trữ lượng Cácbonđược tính bằng 0,5 lần sinh khối của cây Như vậy, lượng tăng trữ lượngCácbon hàng năm của bạch đàn là 0,84 Mg/ha/năm Lượng tăng trung bìnhhàng năm của keo là 1,52 Mg/ha/năm đối với khoảng cách trồng cây là 4x8m,khoảng 0,3 Mg/ha/năm cho khoảng cách cây trồng là 4x4m Lượng tăng trữlượng Cácbon trung bình hàng năm là 0, 76 Mg/ha/năm [3]

b California – Mỹ

Tổng diện tích đất rừng ở California khoảng hơn 13,2 triệu ha, trong đócó khoảng 9,42 triệu ha được sử dụng để sản xuất Trong số đất lâm nghiệpsản xuất, có khoảng 0,62 triệu ha đất được sử dụng để trồng cây lấy gỗ Hầuhết đất rừng sản xuất được bao phủ bởi rừng gỗ mềm, chủ yếu là hỗn hợptùng, thông, cây vân sam, cây độc cần núi, gỗ đỏ và cây linh sam nhómDouglas Rừng gỗ cứng chủ yếu là gỗ sồi phương Tây và các nhóm nguyệtquế [10]

Christense và cộng sự ước tính rằng toàn bộ rừng của California chứakhoảng 1120,23 triệu tấn Cácbon khô Các loại rừng tích luỹ Cácbon nhiềunhất là: Rừng hỗn hợp tùng, cây thông, cây vân sam, cây độc cần, cây sồi,nguyệt quế, gỗ đỏ [10]

Trung bình cácbon tích luỹ trên mặt đất khoảng 40 tấn/mẫu Cácbon tíchluỹ trên một đơn vị diện tích khác nhau theo từng kiểu rừng Ví dụ: rừng gỗ

đỏ là nơi tập trung nhiều nhất lượng Cácbon được lưu trữ Tập trung chủ yếuvào các loại gỗ cứng, đặc biệt là nhóm nguyệt quế và nhóm cây phong.[10]

Rừng là yếu tố quan trọng để chủ động quản lý khí quyển và cung cấpnăng lượng và các sản phẩm cần thiết khác cho con người (Helms 2007).

Ở cấp độ đứng, lượng Cácbon cô lập bởi các cây nhỏ khác nhau giữa

2-6 tấn/mẫu/năm, tuỳ thuộc vào loài và chất lượng rừng Bắt đầu từ đất trống,

sự hấp thụ Cácbon hàng năm trên mỗi hecta lên đến đỉnh điểm ở giữa khoảng

15 và 75 năm tùy thuộc vào chất lượng cây trồng Tuy nhiên, tổng số Cácbonđược cô lập sẽ tiếp tục tăng cho đến khi cây trưởng thành Vì vậy, các cây noncó khả năng cô lập Cácbon cao hơn các cây già, do quang hợp kém hiệu quả

và thiệt hại về hô hấp cao hơn do đó cuối cùng có thể không hấp thụ CO2 tốthơn nhưng lưu trữ được nhiều Cácbon hơn [10]

c Vương quốc Anh

Một cuộc thảo luận của Vương Quốc Anh về rừng và các vấn đề liênquan đến Cácbon bắt đầu với một tổng quan về biến đổi khí hậu và khí nhàkính Carbon dioxide là một trong những khí nhà kính, có tác dụng hấp thụnăng lượng mặt trời, giữ ấm cho trái đất Sự có mặt của khí nhà kính đảm bảorằng khí hậu toàn cầu đủ ấm để hỗ trợ cuộc sống Tuy nhiên ngày nay, nồng

độ khí nhà kính trong khí quyển đang có xu hướng tăng nhanh Carbondioxide là một thành phần quan trọng của khí nhà kính, nó góp phần quantrọng trong việc tăng cường hiệu lực của hiệu ứng nhà kính Trong nhữngnăm 1990, nồng độ CO2 trong khí quyển tăng khoảng 1,5ppm mỗi năm, trongthời kỳ tiền công nghiệp nồng độ CO2 tiếp tục tăng từ 280 ppm lên đến 370ppm Nguyên nhân của sự tăng lên này chủ yếu là do việc đốt các nhiên liệuhóa thạch cho cả hai mục đích công nghiệp và nội thương, bên cạnh đó sựtăng lên này còn là kết quả của việc giái phóng mặt bằng đất đai và nạn phárừng Tất cả các nguyên liệu có chứa Cácbon (bình thường khoảng 50% trọnglượng khô) bị đốt cháy hoặc phân hủy đều thải ra một lượng lớn CO2 vào môitrường Ước tính trong những năm 1990 thì mỗi năm nạn phá rừng đã phát

thải thêm 1,6 Gt Cácbon vào khí quyển, thảm thực vật trên mặt đất có thể hấpthụ 2 đến 3 Gt Cácbon mỗi năm tại cùng một thời điểm [9].

Cây đồng hoá CO2 từ bầu khí quyển thông qua quá trình quang hợp Cácphân tử đường đơn giản ban đầu được hình thành từ CO2 sau đó đươc kết hợp đểsản xuất cellulose, lignin trong các bộ phận của cây thân gỗ Một phần Cácbonđược đồng hoá thông qua quá trình quang hợp sẽ được giải phóng lại vào môitrường thông qua quá trình hô hấp của cây Phần Cácbon còn lại được phân bổcho các bộ phận của cây: gốc, rễ, lá, hạt giống, gỗ và sinh khối chi nhánh Hàngnăm, có một khoảng thời gian Cácbon liên kết với các thành phần ngắn ngủi củađất trồng cây để trở lại bầu khí quyển thông qua quá trình phân huỷ, chỉ có một tỉ

lệ cácbon cố định được giữ lại dài hạn trong cây như gỗ, rễ, lá [11]

Trong giai đoạn tăng trưởng nhanh của cây, tỷ lệ Cácbon được tích luỹtối đa là khoảng 10 tấn/ha/năm, mặc dù trung bình trên toàn luân chuyểnthương mại có thể là không quá 3 tấn/ha/năm Tiềm năng tích luỹ Cácbon tối

đa trong Vương quốc Anh, lượng CO2 được loại khỏi khí quyển trong toàn bộvòng đời của một cây là khoảng 200 tấn/ha/năm Lượng Cácbon bị bắt và giữlại bởi các khu rừng nói chung là cao hơn đáng kể so với kho chứa Cácbontrên mặt đất có liên hệ với các loại cỏ khác [11]

2.2.2 Việt Nam

Mặc dù các nghiên cứu trong nước chưa thực sự đang dạng, chưa đánh giáđược một cách đầy đủ và toàn diện về khả năng hấp thu Cácbon của rừng tựnhiên và rừng trồng nhưng những nghiên cứu ban đầu về lĩnh vực này có ý nghĩarất quan trọng, làm nền tảng thiết lập thị trường giao dịch Cácbon trong nước.Kết quả nghiên cứu cho thấy rừng sản xuất và rừng tự nhiên có khả nănghấp thụ từ 287-757 tấn CO2/ha; rừng phòng hộ có khả năng hấp thụ khoảng302-755 tấn CO2/ha; rừng đặc dụng có khả năng hấp thụ khoảng 354-762 tấn

CO2/ha, trong đó khoảng 90% lượng cácbon tập trung ở trên mặt đất [3]

Khi nghiên cứu khả năng hấp thụ Cácbon của một số loại rừng trồng keolai, keo tai tượng, bạch đàn, thông mã vĩ và thông nhựa Đối với mỗi loài cây,lập ô tiêu chuẩn có diện tích là 500 m2 Đo đếm đường kính ngang ngực vàchiều cao của tất cả các cây trong ô, xác định cây tiêu chuẩn để giải tích xácđịnh sinh khối tươi Sinh khối tươi được xác định theo các bộ phận thân, cành,

19 và mật độ 750 cây/ha thì trữ lượng Cácbon là 81 tấn/ha, Thông nhựa có trữlượng thấp và biến động không rõ nét giữa các tuổi [3]

Trong nghiên cứu về khả năng hấp thụ CO2 của một số loại rừng trồng ởViệt Nam, tác giả Ngô Đình Quế và cộng sự đã xây dựng phương trình mốitương quan và tính toán khả năng hấp thụ cácbon cho từng loại rừng và đưa rađược một số kết quả:

- Các rừng keo lai 3- 12 tuổi với mật độ 800-1350 cây/ha có năng suất từ11,43 m3/ha/năm ở cây 3 tuổi và 24,21 m3/ha/năm ở cây 7 tuổi Lượng CO2hấp thụ trong sinh khối rừng dao động từ 60 tấn/ha đến 407,37 tấn/ha [2]

- Các rừng keo lá tràm với mật độ trung bình từ 1033 đến 1517 cây/ha, cónăng suất từ 7,1- 16,49 m3/ha/năm Lượng CO2 hấp thụ trong sinh khối rừng daođộng từ 66,20 tấn/ha ở cây 5 tuổi đến 292, 39 tấn/ha ở cây 12 tuổi [2]

- Các rừng keo tai tượng 3-12 tuổi với mât độ trung bình từ 825- 1254cây/ha có năng suất từ 11,04 – 21,58 m3/ha/năm, tương tự keo lai, keo tai tượngđạt năng suất cao nhất ở tuổi 7 Lượng CO2 hấp thụ trong sinh khối rừng daođộng từ 57,63 tấn/ha ở cây 3 tuổi đến 281,40 tấn/ha ở cây 12 tuổi [2].

- Các rừng thông nhựa với nhiều độ tuổi khác nhau từ thời kỳ cây bắtđầu tăng trưởng mạnh (5 tuổi) đến rừng cao tuổi (25 tuổi) có năng suất rấtkhác nhau, từ rất thấp là 1,64 m3/ha/năm đến cao nhất là 8,67 m3/ha/năm[2].Lượng CO2 hấp thụ dao động trong khoảng 18,81 tấn/ha đến 467,69 tấn/ha

- Ở các rừng bạch đàn Uro 3 đến 12 tuổi với mật đội trung bình từ 1200đến 1800 cây/ha có năng suất dao động từ 15,42- 24,46 m3/ha/năm, rừng từ 4-

5 tuổi có năng suất cao nhất Lượng CO2 hấp thụ trong sinh khối rừng daođộng từ 107,87 tấn/ha ở cây 3 tuổi đến 378,71 tấn/ha ở cây 12 tuổi [2]

2.3 Các phương pháp xác định sinh khối và Cácbon tích lũy trong thực vật thân gỗ

Sinh khối là đơn vị đánh giá năng suất của lâm phần Mặt khác để cóđược số liệu về hấp thụ Cácbon, khả năng và động thái quá trình hấp thụcácbon của rừng, người ta phải tính từ sinh khối của rừng Chính vì vậy điềutra sinh khối cũng chính là điều tra hấp thụ cácbon của rừng [12]

Dưới đây là một số phương pháp đo sinh khối và Cácbon tích lũy trongsinh khối rừng:

2.3.1 Phương pháp đo sinh khối của rừng

Mật độ sinh khối của rừng phụ thuộc chủ yếu vào tổ thành loài cây, độphì của đất và tuổi rừng

Theo phương pháp này, tổng lượng sinh khối trên bề mặt đất có thểđược tính bằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khốitương ứng (thông thường là trọng lượng của sinh khối trên mặt đất/ha) Hàmlượng Cácbon trong cây gỗ được tính bằng cách nhân sinh khối với hệ số

chuyển đổi Vì vậy việc chọn hệ số chuyển đổi có vai trò rất quan trọng chotính chính xác của phương pháp này.

Mật độ sinh khối của rừng phụ thuộc chủ yếu vào tổ thành loài cây, độphì của đất và tuổi rừng Gifford (2000) đã tính được mật độ sinh khối chocác kiểu rừng ở Australia ở bảng dưới đây [13, 14]

Bảng 1: Mật độ sinh khối trung bình một số kiểu rừng ở Australia

Kiểu rừng Mật độ sinh

khối (tấn/ha)

Kiểu rừng Mật độ sinh

khối (tấn/ha)

Nguồn: Snowdon et al., 2000

2.3.2 Phương pháp dựa trên điều tra rừng thực địa

Để điều tra sinh khối và hấp thụ cácbon của rừng, phương pháp đo đếmtrực tiếp truyền thống trên một số lượng ô tiêu chuẩn đủ lớn của các đối tượngrừng khác nhau cho kết quả đáng tin cậy Tuy nhiên, phương pháp này khátốn kém Ngoài ra, khi tiến hành điều tra, các cây không có giá trị thương mạihoặc cây nhỏ thường không được đo đếm [13] Phương pháp điều tra cụ thể từcác khâu như chọn điểm, lập ô, đến các kỹ thuật đo đếm… có thể tìm ở cácquy trình điều tra thông dụng của các nước Do hầu hết các qui trình này đãđược phát triển một cách có hệ thống và đáng tin cậy ở nước ta, nên ở đâykhông nêu những kỹ thuật chi tiết

2.3.3 Phương pháp dựa trên điều tra thể tích

Phương pháp dựa trên điều tra thể tích là sử dụng hệ số chuyển đổi đểtính tổng sinh khối trên mặt đất từ sinh khối thân cây Đặc điểm cơ bản củaphương pháp này bao gồm ba bước:

1 Tính thể tích gỗ thân cây từ số liệu điều tra;

2 Chuyển đổi từ thể tích gỗ thân cây thành sinh khối và cácbon của câybằng cách nhân với tỷ trọng gỗ và hàm lượng cácbon trong gỗ IPCC chorằng, phương pháp này có sai số lớn nếu sử dụng tỷ lệ mặc định, vì vậy cầnthiết phải xác định hệ số chuyển đổi cho từng loại rừng, từng địa phương cụthể [20]

3 Tính tổng số sinh khối trên mặt đất bằng cách nhân với hệ số chuyểnđổi sinh khối (tỷ lệ giữa tổng sinh khối /sinh khối thân) Brown et al (1989)định nghĩa “Hệ số chuyển đổi là tỷ số giữa tổng sinh khối trên bề mặt đất vớisinh khối gỗ có giá trị thương mại”, như vậy định nghĩa này bao gồm cả thànhphần không phải là gỗ như lá Hệ số chuyển đổi có giá trị khoảng từ 1,4 – 5,4phụ thuộc vào cấp năng suất của rừng và phương pháp tính toán, hệ số nàythậm chí có thể cao hơn con số trên ở một số loại rừng non Tuy nhiên dorừng non thông thường không được khai thác nên không xét đến đối tượngnày Kết quả nghiên cứu cho rừng Bạch đàn và Thông ở Australia và một sốnước khác cũng cho thấy, hệ số chuyển đổi có quan hệ khá chặt trẽ với chiềucao, đường kính, tiết diện ngang, tuổi và tổng lượng cácbon trên mặt đất củalâm phần [16] Từ quan hệ xây dựng được này dễ dàng tính được hệ sốchuyển đổi cho một lâm phần nào đó, từ đó có thể tính được tổng sinh khối từsinh khối thân cây của lâm phần

2.3.4 Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần

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 các yếu tố khí hậu và đất đai cómối 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 và hấp thụ Cácbon cholâm phần.

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

Y = b0 + bi Xi [7]

Từ đó sinh khối lâm phần được tính

ΣY = NbY = Nb0 + biΣY = NbXi [7]

Hoặc một số phương trình dạng đơn giản khác, ví dụ: ln (Y) = b0 + biln (Xi)Trong đó: Y là sinh khối, Xi có thể có được từ phép đo đơn giản (vd:tổng tiết diện ngang), N là số cây trong lâm phần; b0 và bi là hệ số tự do

2.3.5 Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ

Hầu hết các nghiên cứu từ trước cho đến nay về sinh khối và hấp thụCácbon là dựa trên kết quả nghiên cứu của cây cá lẻ, trong đó có hàm lượngCácbon trong các bộ phận của cây [16] Theo phương pháp này, sinh khối cây

cá lẻ được xác định từ mối quan hệ của nó với các nhân tố điều tra khác củacây cá lẻ như chiều cao, đường kính ngang ngực, tiết diện ngang, thể tíchhoặc tổ hợp của các nhân tố này… của cây

2.3.6 Phương pháp dựa trên vật liệu khai thác

Lượng Cácbon mất đi từ rừng từ khai thác kinh tế được tính bằng côngthức:

C = H E D;

Trong đó H là thể tích gỗ tròn khai thác được; D là tỷ trọng gỗ (wooddensity) và E là hệ số chuyển đổi từ tổng sinh khối khai thác từ rừng Từ đótính được sinh khối, lượng Cácbon và động thái quá trình này, đặc biệt saukhai thác [16]

Phương pháp này thường được sử dụng để ước lượng lượng Cácbon bịmất do khai thác gỗ thương mại Vì thế nó giúp cho việc tính tổng lượngCácbon của rừng và động thái của biến đổi Cácbon trong rừng

2.3.7 Phương pháp dựa trên mô hình sinh trưởng

Mô hình nghiên cứu sinh khối và hấp thụ cácbon và động thái CO2Fixđược phát triển bởi Viện Nghiên cứu Lâm nghiệp châu Âu, đã được sử dụngcho rừng nhiều nước trên thế giới Kiểm tra và đánh giá sai số cho thấy nó cóthể sử dụng cho nhiều hệ sinh thái khác nhau, trong đó có hệ sinh thái rừng,nông lâm kết hợp các vùng nhiệt đới Mô hình này cũng đã được sử dụng độclập hoặc kết hợp với các mô hình khác để xây dựng các mô hình mô phỏng ápdụng cho hệ thống điều tra sinh khối và Cácbon của một số nước, hoặc cáckhu vực, dự án ở các nước [17, 18, 19] Đặc điểm của mô hình này là:

- Là mô hình hỗn hợp (mixed/hybid model), tức là phương pháp môhình hoá mà kết hợp giữa phương pháp mô hình hóa thực nghiệm với phươngpháp mô hình hóa động thái Đa số các phương trình sinh trưởng và quan hệcủa mô hình này phát triển dựa trên các mối quan hệ thực nghiệm, một sốtrình quá trình dựa trên mô hình động thái;

- Số lượng tham số đòi hỏi không lớn và thường là các tham số khôngkhó để thu thập;

- Kết quả đa dạng, phục vụ được nhiều yêu cầu quản lý khác nhau như:sinh khối, hấp thụ Cácbon, gỗ kinh tế, cácbon trong đất, tài chính…

Do những đặc điểm trên nên mô hình CO2Fix có khả năng áp dụng chocác nước, khu vực đang phát triển chưa có điều kiện thực hiện và thu thập sốliệu trên các thí nghiệm, ô định vị lâu năm Mô hình này đã được sử dụng độclập hoặc kết hợp với các mô hình khác để điều tra hấp thụ Cácbon và độngthái qui mô lâm phần cho đến qui mô quốc gia như các nước châu Âu,Australia, Indonexia, Costa Rica… [19]

2.3.8 Phương pháp dựa trên công nghệ viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Phương pháp này sử dụng các công nghệ viễn thám và GIS với các công

cụ như ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, laze, rada, hệ thống định vị toàn cầu(GPS)… để đo đếm lượng Cácbon trong hệ sinh thái và biến đổi của chúng.Nó thường được áp dụng cho các điều tra ở phạm vi quốc gia hoặc vùng vàcũng rất phù hợp cho việc kiểm tra, giám sát của các dự án sử dụng đất,chuyển đổi sử dụng đất và lâm nghiệp [19]

PHẦN III: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Do thời gian nghiên cứu hạn chế, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu thảmche phủ rừng cây thân gỗ sống thuộc bản Mọi, xã Lục Dạ, huyện Con Cuông,tỉnh Nghệ An, năm 2011

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Lục Dạ

- Xây dựng bản đồ thảm che phủ rừng bản Mọi, xã Lục Dạ, huyện ConCuông, tỉnh Nghệ An

- Xác định trữ lượng Cácbon cho thảm rừng cây thân gỗ theo phươngpháp đo sinh khối dựa vào ô tiêu chuẩn

- Lập bản đồ hiện trạng trữ lượng cácbon năm 2011 tại bản Mọi, Lục Dạ,Con Cuông, Nghệ An

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp lập bản đồ có sự tham gia của cộng đồng

Lập bản đồ sử dụng đất có sự tham gia của cộng đồng là một kỹ năngtrong nhóm các phương pháp đánh giá nông thôn có sự tham gia của cộngđồng - Participatory Rural Appraisal (PRA) Phương pháp này được tiến hành

để phân định ranh giới của các loại thảm che phủ rừng, phục vụ công tác thiếtlập ô tiêu chuẩn

Các vật liệu sử dụng trong phương pháp này gồm có:

- Ảnh vệ tinh landsat 7 chụp năm 2011, tỷ lệ 1:10000

- Bản đồ địa hình với các thông tin: hệ thống đường đồng mức, độ cao,đường giao thông, sông suối tỷ lệ 1:10000

- Giấy bóng kính A0 và bút vẽ

Trình tự tiến hành như sau:

- Thiết lập nhóm cộng đồng: 8-10 người với đại diện của các nhóm tuổi,giới, cán bộ, người dân …

- Nhóm nghiên cứu định hướng và gợi ý để các thành viên cộng đồngthảo luận và tự vẽ ranh giới phân biệt các loại rừng trên giấy bóng kính xếpchồng lên ảnh vệ tinh và nền địa hình

Sau khi bản đồ rừng được khoanh vẽ, tiến hành khảo sát thực địa để hiệuchỉnh ranh giới của các loại rừng cần đánh giá trữ lượng Cácbon Các điểmcần đo sẽ được đánh dấu bằng cách sau:

- Chọn ngẫu nhiên một điểm bất kỳ trên bản đồ rừng

- Vẽ một đường thẳng qua điểm này (thường theo hướng dọc hoặcngang),

- Vẽ một số đường thẳng song song với đường này với khoảng các đềunhau bất kỳ,

- Đo tổng độ dài của tất cả các đường vừa vẽ trong đơn vị bản đồ Chiatổng độ dài này cho 15 để xác định đơn vị khoảng cách giữa 2 điểm trung tâmcủa các ô tiêu chuẩn

- Từ điểm ngẫu nhiên nói trên, xác định các ô nằm trên đường kẻ các đềunhau bằng các khoảng cách đều nhau nói trên

- Số hóa, biên tập bản đồ bằng phần mềm ArcGIS

3.3.2 Phương pháp thiết lập ô tiêu chuẩn

Sau khi bản đồ rừng được khoanh vẽ, tiến hành khảo sát thực địa để hiệuchỉnh ranh giới của các loại rừng cần đánh giá trữ lượng Cácbon

Dựa vào tọa độ các ô tiêu chuẩn cần phải đo, sử dụng thiết bị định vịtoàn cầu - GPS cầm tay để tìm tới vị trí của ô tiêu chuẩn Khi đến đúng vị trí,chọn một cây làm cây trung tâm, vẽ các vòng tròn (ô tiêu chuẩn) có bán kính

9 m và 15 m

3.3.3 Phương pháp đo chu vi cây

Đo chu vi cây theo phương pháp lập ô tiêu chuẩn của Kurniatun Hairiah

Đánh dấu các cây được đo trong ô bằng dây ruy-băng, ghi lên đó số thứ

tự của cây và kích thước vòng đo

Khi đo cần chú ý:

- Luôn đo tại độ cao 1,3m tính từ mặt đất

- Luôn đo tại mép trên của mép dốc hoặc tại khu cao nhất quanh gốc câynếu địa hình không bằng phẳng

- Nếu nhánh cây nằm ở dưới hoặc chính tại độ cao 1,3m thì đo tất cả cácnhánh tại độ cao 1,3m

- Nếu có chỗ thân cây phình ra tại độ cao 1,3m thì đo dịch lên trên cao0,5m so với chỗ bất thường này

- Thân cây có rễ lồi lên mặt đất và vượt quá 1,3m thì phải đo dịch lên 0,5tính từ phần rễ

- Cây bị nghiêng cần đo theo mép nghiêng phía dưới của thân Cây bị đổnhưng vẫn tiếp tục phát triển thì cũng đo theo cách đó.

3.3.4 Phương pháp xác định trữ lượng các bon trong các ô

Sử dụng phương trình tương quan sinh trưởng, phương trình thiết lậpmối quan hệ định lượng giữa một số đặc tính kích thước của cây (đường kính,chiều cao…) Đối với vùng nhiệt đới ẩm, sử dụng phương trình tương quan giữamật độ gỗ, đường kính tại chiều cao 1,3m và chiều cao của cây, từ đó ước tínhđược sinh khối của rừng Đối với từng vùng nghiên cứu cụ thể, có công thức tínhtoán riêng phù hợp với điều kiện khu vực Với lượng mưa trung bình là 1517mm/năm, sinh khối tại khu vực nghiên cứu được tính toán theo phương trình củaChave & cộng sự chorừng ẩm nhiệt đới (theo Winrock – 2004) như sau:

AGB = 0,0288 * DBH 2,6948 [21] hoặc

AGB = ρ*Exp(-1,499+2,148*ln(DBH)+0,207*(ln(DBH)) 2 -0,0281*(ln(DBH)) 3 ) [21]Trong đó: AGB là sinh khối (Kg)

DBH là đường kính ngang ngực của cây rừng (Cm)ρ: Tỷ trọng gỗ (mg/m3)

Lượng Cácbon của một cây có thể được ước tính bằng các nhân cácyếu tố liên quan đến sinh khối cây với hệ số chuyển đổi (mặc định là 0,46).Trong nghiên cứu lượng Cácbon dự dữ trong mỗi ô tiêu chuẩn được tính toántheo công thức với các hệ số quy đổi cụ thể theo tiêu chuẩn của tổ chứcNghiên cứu Nông lâm thế giới ICRAFT cụ thể như sau:

Lượng Cácbon tích lũy = (P*0.11*N 2.62 )/I*10*0.46 [21]

Trong đó: P là mật độ cây gỗ (g/cm3)

N là đường kính cây - đường kính ngang ngực (cm)

I là kích thước ô tiêu chuẩn (m2)

3.3.5 Lập bản đồ trữ lượng các bon trong địa bàn nghiên cứu

Sử dụng phần mềm GIS (Arcgis 9.3) số hóa và biên tập bản đồ

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế khu vực xã Lục Dạ huyện Con Cuông

4.1.1 Điều kiện tự nhiên

Hình 1: Vị trí địa lý xã Lục Dạ huyện Con Cuông

a Vị trí địa lý

Lục Dạ là xã bán sơn địa của Huyện Con Cuông có địa giới hành chínhtiếp giáp với các xã sau:

Phía Bắc giáp xã Yên Khê

Phía Nam giáp xã Môn Sơn

Phía Đông giáp Huyện Anh Sơn

Phía Tây giáp xã Châu Khê