LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO2 CỦA QUẦN THỂ DÀ QUÁNH (Ceriops decandra Dong Hill) TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH oOo CAO HUY BÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO2 CỦA QUẦN THỂ DÀ QUÁNH (Ceriops decandra Dong Hill) TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 092009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH oOo CAO HUY BÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO2 CỦA QUẦN THỂ DÀ QUÁNH (Ceriops decandra Dong Hill) TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Lâm học Mã số : 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Hướng dẫn Khoa học: TS. VIÊN NGỌC NAM Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 092009 i NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO2 CỦA QUẦN THỂ DÀ QUÁNH (Ceriops decandra Dong Hill) TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CAO HUY BÌNH Hội đồng chấm luận văn: 1. Chủ tịch: TS. NGÔ AN Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. 2. Thư ký: TS. PHẠM TRỊNH HÙNG Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. 3. Phản biện 1: TS. PHẠM TRỌNG THỊNH Phân viện Điều tra Quy hoạch rừng Nam Bộ. 4. Phản biện 2: TS. LƯƠNG VĂN NHUẬN Hội Khoa học Kỹ thuật lâm nghiệp TP. Hồ Chí Minh. 5. Ủy viên: TS. VIÊN NGỌC NAM Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH HIỆU TRƯỞNG ii LÝ LỊCH CÁ NHÂN Tôi tên là Cao Huy Bình, sinh ngày 23 tháng 02 năm 1978, tại tỉnh Thừa Thiên Huế. Con Ông Cao Thi và Bà Huỳnh Thị Tâm. Tốt nghiệp Tú tài tại Trường Trung học phổ thông An Lương Đông, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế, năm 1996. Tốt nghiệp Đại học ngành Lâm nghiệp, hệ Chính quy tại Đại học Nông Lâm Huế tháng 8 năm 2000. Hiện đang công tác tại Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh. Chức vụ: Trưởng phòng Quản lý – Phát triển tài nguyên. Tháng 9 năm 2007, học Cao học ngành Lâm nghiệp, tại Đại học Nông Lâm, Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh. Tình trạng gia đình: vợ Lê Thị Thu Cúc, kết hôn năm 2003, con Ca o Lê Huy Hoàng, sinh năm 2004. Địa chỉ liên lạc: An Nghĩa – An Thới Đông Cần Giờ Thành phố Hồ Chí Minh. Điện thoại: 0986.098.169 Email: caohuy_binh2000yahoo.com iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Cao Huy Bình iv LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: + Phòng Sau Đại học, quý thầy cô Khoa Lâm nghiệp đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. + Thầy Viên Ngọc Nam đã tận tình hướng dẫn, động viên, truyền đạt những kiến thức quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này. + Thầy Phạm Trịnh Hùng, Phó khoa Lâm nghiệp; Thầy Giang Văn Thắng, Trưởng Bộ môn Quản lý Tài nguyên rừng; Thầy Lương Văn Nhuận, Hội Khoa học kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã có những ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. + Lãnh đạo Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ đã tạo điều kiện cho tôi được tham dự khoá học này. Ông Lê Văn Sinh, Cát Văn Thành, Huỳnh Đức Hoàn, Phạm Thanh Tùng đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập. + Tập thể phòng Quản lý – Phát triển tài nguyên, phân khu IV thuộc Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu hoàn thành luận văn tốt nghiệp: anh Phạm Văn Quy, Phan Văn Trung, Nguyễn Hồng Minh, Bùi Nguyễn Thế Kiệt, Nguyễn Thu Hiền, Phạm Ngọc Như, Trần Quốc Tuấn. + Các bạn và tập thể lớp Cao học Lâm nghiệp khoá 2007, đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha, mẹ, các em, chân thành cảm ơn vợ và con trai đã động viên, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 9 năm 2009 Cao Huy Bình v TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh (Ceriops decandra Dong Hill) tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh” thu thập số liệu gồm 35 ô tiêu chuẩn, 40 cây ngã tại các tiểu khu 10 A, 10 C, 11, 12, 13, 17 và 21 thuộc rừng ngập mặn Cần Giờ. Thời gian thu thập số liệu từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2009. Kết quả tính được sinh khối tươi bình quân cây cá thể dà quánh tại Cần Giờ là 14,45 ± 3,56 kgcây. Bộ phận sinh khối thân tươi chiếm khối lượng lớn nhất, bình quân là 7,57 ± 1,80 kgcây, tiếp đến là sinh khối cành tươi bình quân là 4,09 ± 1,26 kgcây, cuối cùng là bộ phận sinh khối lá tươi 2,79 ± 0,63 kgcây. Sinh khối thân tươi cây cá thể chiếm tỷ lệ cao nhất (53,79 %) > sinh khối cành tươi (25,12 %) > sinh khối lá tươi (21,09 %) so với tổng sinh khối tươi của cây cá thể. Sinh khối khô bình quân cây cá thể dà quánh tại Cần Giờ là 8,36 ± 2,05 kgcây. Bộ phận sinh khối thân khô chiếm khối lượng lớn nhất so với tổng sinh khối khô của cây, bình quân là 4,62 ± 1,08 kgcây > sinh khối cành khô có khối lượng bình quân là 2,44 ± 0,75 kgcây > sinh khối lá khô có khối lượng là 1,29 ± 0,29 kgcây. Sinh khối thân khô của dà quánh chiếm tỉ lệ bình quân 56,74 ± 2,74 % so với tổng sinh khối khô của cây cá thể, sinh khối cành khô bình quân là 26,17 ± 2,33 %, sinh khối lá khô chiếm tỉ lệ thấp nhất so với bộ phận thân và cành cây, bình quân chiếm 17,09 ± 1,43 %. Tổng sinh khối khô cây cá thể dà quánh bằng 54,90 % tổng sinh khối tươi. Mật độ trung bình của quần thể dà quánh là 13.357 ± 1.110 câyha, đường kính trung bình là 2,92 ± 0,15 cm và chiều cao trung bình là 4,36 ± 0,24 m thì tổng sinh khối khô trung bình của quần thể là 41,45 ± 3,89 tấnha, biến động từ 22,92 61,92 tấnha. Sinh khối thân khô bình quân của quần thể là 23,51 ± 2,16 tấnha, chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tổng sinh khối khô của quần thể, biến động từ 13,23 – vi 35,10 tấnha. Sinh khối cành khô trung bình của quần thể là 10,13 ± 1,08 tấnha, biến động từ 5,12 đến 16,27 tấnha. Sinh khối lá khô trung bình của quần thể chiếm tỉ lệ thấp nhất trong tổng sinh khối khô của quần thể, trung bình là 7,82 ± 0,68 tấnha, biến động từ 4,57 đến 11,64 tấnha. Đối với quần thể dà quánh tự nhiên tại Cần Giờ thì sinh khối khô bộ phận thân chiếm tỉ lệ bình quân là 56,82 % > cành (24,19 %) > lá (18,98 %). Lượng hấp thụ CO2 tương đương bình quân bộ phân thân cây cá thể là 7,58 ± 1,73 kg CO2cây > cành là 4,30 ± 1,33 kg CO2cây > lá (2,38 ± 0,53 kg CO2cây). Tổng lượng hấp thụ CO2 tương đương bình quân của cây cá thể là 14,26 ± 3,45 kgcây. Hàm mũ có dạng y = a.Xb mô tả tốt tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 cây cá thể với các nhân tố D1,3 và Vm3. Lượng hấp thụ CO2 tương đương trung bình của các quần thể nghiên cứu tính theo tổng diện tích dà quánh tại Cần Giờ là 70,37 tấnha, trung bình từng bộ phận của cây trong quần thể theo thứ tự là: CO2 thân (38,63 tấnha) > CO2 cành (17,28 tấnha) > CO2 lá (14,46 tấnha). Vùng nghiên cứu 1 có lượng CO2 hấp thụ bình quân là 77,95 ± 11,72 tấnha > vùng 2 (73,07 ± 9,53 tấnha) > vùng 3 (53,70 ± 12,65 tấnha). Lượng giá bằng tiền khả năng hấp thụ CO2 tương đương của rừng dà quánh: với năng suất hấp thụ bình quân là 70,37 tấn CO2 tương đươngha, thì giá trị bằng tiền thu được từ chỉ tiêu CO2 là 25.828.000 VNĐha. Tổng diện tích rừng dà quánh tự nhiên hiện nay tại Cần Giờ là 316,60 ha thì giá trị bằng tiền thu được từ CO2 tương đương tại thời điểm nghiên cứu là 8.178.332.000 đồng. vii SUMMARY The thesis Research on the absorbability of CO2 of Ceriops decandra Dong Hill natural populations in the Can Gio Mangrove Biosphere Reserves, Ho Chi Minh city. Data were collected in 35 plots and 40 felled trees in the Forestry Compartment 10 A, 10 C, 11, 12, 13, 17 and 21 in Can Gio mangrove forests during from April to July 2009. The average of individual fresh biomass of Ceriops decandra in Can Gio is 14.45 ± 3.56 kgtree. Fresh trunk biomass is the largest, the average is 7.57 ± 1.80 kgtree, the average of fresh branch biomass is 4.09 ± 1.26 kgtree, fresh leaves biomass is 2.79 ± 0.63 kgtree. Fresh trunk biomass of individual trees constitutes the highest percentage (53.79 %) > fresh branch biomass (25.12 %) > fresh leaves biomass (21.09 %) of total fresh biomass of individual tree. The average dry biomass of individual Ceriops decandra in Can Gio is 8.36 ± 2.05 kgtree. Dry trunk biomass constitutes the largest volume of total dry tree biomass, the average is 4.62 ± 1.08 kgtree > the average of dry branch biomass is 2.44 ± 0,75 kgtree > dry leaves biomass is 1.29 ± 0.29 kgtree. Dry trunk biomass of Ceriops decandra has average rate of 56.74 ± 2.74 % of total dry biomass, the average of dry branch biomass is 26.17 ± 2.33 %, dry leaves biomass is lowest percentage compared to trunk and branche of trees, the average is 17.09 ± 1.43 %. Total dry biomass of Ceriops decandra is 54.90 % of fresh biomass. Average density of the Ceriops decandra populations is 13,357 ± 1,110 trees ha, the average diameter at breast height (D1,3) is 2.92 ± 0.15 cm and mean height is 4.36 ± 0.24 m, the total average dry biomass of the population is 41.45 ± 3.89 tonesha, fluctuating from 22.92 to 61.92 tonesha. The average dry biomass trunk parts of the population is 23.51 ± 2.16 tonesha, accounting for the largest proportion of the total dry biomass of the population, fluctuating from 13.23 to viii 35.10 tonesha. The mean dry branch biomass of the population is 10.13 ± 1.08 tonesha, fluctuating from 5.12 to 16.27 tonesha. The average dry biomass of leave of the population is the lowest percentage compared to total dry biomass, average 7.82 ± 0.68 tonesha, fluctuating from 4.57 to 11.64 tonesha. For natural populations Ceriops decandra in Can Gio, the average dry biomass of trunk is 56.82 % > branches (24.19 %) > leave (18.98 %). The amount absorbability of CO2 equivalent of individual trunk is 7.58 ± 1.73 kg CO2tree > branch is 4.30 ± 1.33 kg CO2tree > leave is 2.38 ± 0,53 kg CO2tree. Total absorbability of CO2 equivalent of average individual trees is 14.26 ± 3.45 kgtree. The exponential (y = a.Xb) describe good correlation between the absorbability CO2 of individual tree with factors D1,3 and V (m3). The absorbability CO2 equivalent average of the population Ceriops decandra in study area is 70.37 tonesha, average parts of population are: CO2 trunk (38.63 tonesha) > CO2 branch (17.28 tonesha) > CO2 leaves (14.46 tonesha). Studies area 1 is 77.95 ± 11.72 tones CO2 eqha > Area 2 (73.07 ± 9.53 tonesha) > Area 3 (53.70 ± 12.65 tonesha). The absorbability CO2 equivalent of the forests Ceriops decandra value: The average absorb is 70.37 tones of CO2 equivalent per hectare, the value of CO2 is 25.828.000 VNĐha. The total of natural forest Ceriops decandra area in Can Gio is 316.60 ha, the value of the CO2 equivalent at the time of research is 8.178.332.000 VNĐ. ix MỤC LỤC Trang Lý lịch cá nhân................................................................................................. ii Lời cam đoan..................................................................................................iii Lời cảm ơn ..................................................................................................... iv Tóm tắt .......................................................................................................... v SUMMARY .................................................................................................. vii Chương 1: MỞ ĐẦU ........................................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề................................................................................................. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................... 4 1.3. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................... 4 Chương 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 5 2.1. Nghiên cứu về sinh khối ............................................................................. 5 2.1.1. Nghiên cứu về sinh khối trên thế giới ........................................................ 6 2.1.2. Nghiên cứu về sinh khối ở Việt Nam......................................................... 8 2.2. Nghiên cứu về tích lũy carbon, hấp thụ CO2 ............................................... 12 2.2.1. Biến động CO2 trong khí quyển .............................................................. 12 2.2.2. Nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 trên thế giới ..................... 14 2.2.2.1. Các phương pháp nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 ........... 14 2.2.2.2. Các nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 trên thế giới............. 17 2.2.2.3. Nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 ở Việt Nam ................... 21 2.3. Thị trường CO2........................................................................................ 25 2.3.1. Trên thế giới ......................................................................................... 25 2.3.2. Tại Việt Nam........................................................................................ 27 x 2.4. Thảo luận về tổng quan vấn đề nghiên cứu ................................................. 29 Chương 3: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................................................................... 32 3.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 32 3.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 32 3.2.1. Phương pháp luận.................................................................................. 32 3.2.2. Kế thừa phương pháp............................................................................. 33 3.2.3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài......................................................... 33 3.2.3.1. Thu thập các tài liệu liên quan, lập ô tiêu chuẩn và điều tra, đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng.................................................................... 33 3.2.3.2. Ngoại nghiệp...................................................................................... 34 3.2.3.3. Nội nghiệp ......................................................................................... 35 3.3. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 38 3.3.1. Mô tả thực vật....................................................................................... 38 3.3.2. Sinh thái học......................................................................................... 39 3.4. Đặc điểm khu vực nghiên cứu ................................................................... 40 3.4.1. Vị trí địa lý ........................................................................................... 40 3.4.2. Địa hình ............................................................................................... 41 3.4.3. Thổ nhưỡng .......................................................................................... 42 3.4.4. Khí hậu ................................................................................................ 42 3.4.5. Chế độ thủy văn .................................................................................... 43 3.4.6. Tài nguyên động thực vật....................................................................... 43 3.4.7. Diện tích tự nhiên, dân số và kinh tế xã hội.............................................. 43 3.4.8. Cơ sở hạ tầng........................................................................................ 44 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 45 4.1. Tương quan giữa chiều cao (Hvn) với D1,3 của cây dà quánh........................ 45 4.2. Sinh khối................................................................................................. 45 xi 4.2.1. Sinh khối cây cá thể cây dà quánh........................................................... 46 4.2.1.1. Sinh khối tươi các bộ phận của cây cá thể ............................................. 46 4.2.1.2. Sinh khối khô các bộ phận của cây cá thể.............................................. 47 4.2.1.3. Kết cấu sinh khối khô các bộ phận của cá thể cây dà quánh .................... 48 4.2.1.4. Kết cấu sinh khối các bộ phận cá thể cây dà quánh ................................ 48 4.2.1.5. Tương quan giữa sinh khối cây cá thể với D1,3....................................... 49 4.2.1.5.1. Tương quan giữa tổng sinh khối tươi cây cá thể dà quánh với D1,3........ 50 4.2.1.5.2. Tương quan giữa sinh khối khô cây cá thể với D1,3.............................. 51 4.2.1.6. Kiểm tra sự tồn tại của các phương trình sinh khối khô cây cá thể dà quánh với D 1,3 ............................................................................................. 52 4.2.1.7. Tương quan giữa tổng sinh khối khô với tổng sinh khối tươi cá thể loài cây dà quánh ........................................................................................... 53 4.2.2. Sinh khối quần thể loài cây dà quánh ...................................................... 55 4.3. Tương quan giữa thể tích cây cá thể của dà quánh với các nhân tố điều tra.... 58 4.4. Khả năng hấp thụ CO2.............................................................................. 59 4.4.1. Tương quan giữa tích lũy carbon cây cá thể dà quánh với sinh khối khô..... 59 4.4.2. Khả năng hấp thụ CO2 của cây cá thể ..................................................... 61 4.4.3. Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 với các nhân tố điều tra rừng: D1,3, Hvn và V của cây cá thể dà quánh ....................................................... 63 4.4.3.1. Tương quan giữa tổng khả năng hấp thụ CO2 với các nhân tố điều tra rừng D 1,3, Hvn và V của cây cá thể dà quánh................................................ 63 4.4.3.2. Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 với các nhân tố điều tra D1,3, Hvn, V của các bộ phận cây cá thể dà quánh ................................................ 65 4.4.4. Kiểm tra sự tồn tại của các phương trình hấp thụ CO2 cây cá thể với D1,3 ... 67 4.4.5. Ước lượng khả năng hấp thụ CO2 theo quần thể ....................................... 68 4.4.5.1. Khả năng hấp thụ CO2 của các quần thể dà quánh.................................. 68 xii 4.4.5.2. Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh với các nhân tố điều tra: D 1,3, Hvn, Mật độ (N), trữ lượng (M) và tiết diện ngang (G).. 71 4.5. Lượng giá khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ................................................ 72 4.6. Lập bảng tra nhanh sinh khối tươi, khô, CO2 của loài dà quánh thông qua các phương trình của các bộ phận và cây cá thể.......................................... 74 4.7. Hướng dẫn sử dụng bảng tra để xác định sinh khối tươi, khô và khả năng hấp thụ CO2 của lâm phần......................................................................... 74 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 76 5.1. Kết luận .................................................................................................. 76 5.2. Kiến nghị ................................................................................................ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 78 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1.....................................................................................................II PHỤ LỤC 2................................................................................................... III PHỤ LỤC 3................................................................................................... IV PHỤ LỤC 4.................................................................................................... V PHỤ LỤC 5................................................................................................... VI PHỤ LỤC 6................................................................................................... IX PHỤ LỤC 7.................................................................................................... X PHỤ LỤC 8..................................................................................................XII PHỤ LỤC 9................................................................................................ XIV PHỤ LỤC 10 .............................................................................................. XVI PHỤ LỤC 11 ............................................................................................. XVII PHỤ LỤC 12 ............................................................................................XVIII PHỤ LỤC 13 .............................................................................................. XIX PHỤ LỤC 14 ............................................................................................... XX xiii PHỤ LỤC 15 .............................................................................................. XXI PHỤ LỤC 16 ............................................................................................. XXII PHỤ LỤC 17 ........................................................................................... XXIV PHỤ LỤC 18 ........................................................................................... XXVI PHỤ LỤC 19 .......................................................................................... XXVII PHỤ LỤC 20 .........................................................................................XXVIII PHỤ LỤC 21 ........................................................................................... XXIX PHỤ LỤC 22 .............................................................................................XXX PHỤ LỤC 23 ........................................................................................... XXXI PHỤ LỤC 24 .........................................................................................XXXIII PHỤ LỤC 25 .........................................................................................XXXIV PHỤ LỤC 26 ..........................................................................................XXXV PHỤ LỤC 27 .........................................................................................XXXVI PHỤ LỤC 28 ....................................................................................... XXXVII PHỤ LỤC 29 ...................................................................................... XXXVIII PHỤ LỤC 30 .........................................................................................XXXIX PHỤ LỤC 31 ................................................................................................ XL PHỤ LỤC 32 ...............................................................................................XLI PHỤ LỤC 33 ............................................................................................. XLII PHỤ LỤC 34 ............................................................................................ XLIII PHỤ LỤC 35 ............................................................................................. XLV PHỤ LỤC 36 ...........................................................................................XLVII PHỤ LỤC 37 ............................................................................................XLIX PHỤ LỤC 38 ................................................................................................. LI PHỤ LỤC 39 ...............................................................................................LIII PHỤ LỤC 40 ...............................................................................................LIII xiv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT A Tuổi cây rừng AIMS Australia Institute of Marine Science Viện Khoa học biển của Úc a0, a1, a2, a3, a4 Các tham số của phương trình CDM Clean Development Mechanism – Cơ chế phát triển sạch C: Carbon – Các bon Cthan Lượng C tích lũy của bộ phận thân cây cá thể Ccanh Lượng C tích lũy của bộ phận cành cây cá thể Cla Lượng C tích lũy của bộ phận lá cây cá thể C tong Lượng C tích lũy của cây cá thể CO2 Carbon Dioxide – Các bon níc CO2 Than Lượng CO2 hấp thụ của bộ phận thân cây cá thể CO2 Canh Lượng CO2 hấp thụ của bộ phận cành cây cá thể CO2 La Lượng CO2 hấp thụ của bộ phận lá cây cá thể CO 2 Tong Lượng CO2 hấp thụ của cây cá thể CO 2 thanqt Lượng CO2 hấp thụ của bộ phận thân quần thể CO 2 canhqt Lượng CO2 hấp thụ của bộ phận cành quần thể CO 2 laqt Lượng CO2 hấp thụ của bộ phận lá quần thể CO 2 tongqt Lượng CO2 hấp thụ của quần thể Cm Centimet CV Hệ số biến động D Đường kính thân cây D 1,3 Đường kính thân tại vị trí 1,3 m D1 Đường kính thân tại vị trí một m đầu tiên D2 Đường kính thân tại vị trí m kế tiếp xv D n1 Đường kính thân tại vị trí n1 mét kế tiếp EU European Union – Liên minh Châu Âu F Trắc nghiệm Fisher G Tiết diện ngang GLOMIS Global Mangrove Information System Hệ thống thông tin toàn cầu về rừng ngập mặn GPS Global Position System – Hệ thống định vị toàn cầu H Chiều cao thân cây Hvn Chiều cao vút ngọn của cây rừng ISME International Society for Mangrove Ecosystems Hiệp hội Quốc tế về hệ sinh thái rừng ngập mặn IPPC Intergovernmental Panel on Climate Change – Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu m Mét M Trữ lượng rừng N Mật độ p Xác suất thống kê ppm Parts per million – Tỉ lệ phần triệu P% Hệ số chính xác qt Quần thể RAS Regional Asia Vùng Châu Á R Hệ số tương quan R2 Hệ số xác định REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation – Giảm thiểu khí phát thải từ suy thoái và mất rừng S Square Diện tích SE Standard Error Sai số tiêu chuẩn UNDP United Nations Development Programme Chương trình Phát xvi triển Liên Hiệp Quốc UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization Tổ chức Văn hoá, Khoa học, Giáo dục Liên Hiệp Quốc V Thể tích thân cây WB World Bank – Ngân hàng Thế giới W Sinh khối Wthant Sinh khối thân tươi Wcanht Sinh khối cành tươi Wlat Sinh khối lá tươi W tongt Tổng sinh khối tươi Wthank Sinh khối thân khô Wcanhk Sinh khối cành khô Wlak Sinh khối lá khô W tongk Tổng sinh khối khô W tongtqt Tổng sinh khối tươi của quần thể W tongkqt Tổng sinh khối khô của quần thể Ylt Nhân tố lý thuyết Ytn Nhân tố thực nghiệm ∆% Sai số tương đối xvii DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Sự phân bố phát thải CO2 trên toàn cầu vào khí quyển........................ 14 Bảng 2.2: Lượng cacbon tích lũy trong các kiểu rừng........................................ 17 Bảng 2.3: Dự đoán phát thải khí nhà kính tính tương đương CO2 đến năm 2030 .. 28 Bảng 3.1: Tính dung lượng mẫu theo phương pháp của Winrock (2007) ............. 36 Bảng 4.1: Kết cấu sinh khối các bộ phận cá thể cây dà quánh............................. 48 Bảng 4.2: Tương quan giữa sinh khối khô các bộ phận cây cá thể với D1,3........... 51 Bảng 4.3: Kiểm tra sai số tương đối phương trình sinh khối khô của cây cá thể với D 1,3 loài dà quánh............................................................................... 52 Bảng 4.4: Tương quan giữa tổng sinh khối khô với tổng sinh khối tươi cá thể loài cây dà quánh ..................................................................................... 53 Bảng 4.5: Kết cấu sinh khối khô bình quân của quần thể dà quánh ..................... 57 Bảng 4.6: Tương quan giữa thể tích cây cá thể của dà quánh với D1,3 và Hvn........ 58 Bảng 4.7: Tương quan giữa tích lũy carbon cây cá thể dà quánh với sinh khối khô ..... 60 Bảng 4.8: Tương quan giữa tổng khả năng hấp thụ CO2 cây cá thể dà quánh với nhân tố thể tích (Vm3) ........................................................................ 64 Bảng 4.9: Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 các bộ phận cây cá thể dà quánh với nhân tố điều tra D 1,3, Hvn.............................................................. 65 Bảng 4.10: Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 các bộ phận cây cá thể dà quánh với nhân tố thể tích cây (Vm3)............................................................. 66 Bảng 4.11: Kiểm tra sai số tương đối phương trình tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 với D1,3 cây cá thể dà quánh .................................................. 67 Bảng 4.12: Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh với các nhân tố điều tra rừng .......................................................................... 72 Bảng 4.13: Giá trị thương mại từ chỉ tiêu CO2 tương đương của rừng dà quánh tự nhiên tại Cần Giờ............................................................................... 73 xviii DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Thiết kế lô lấy mẫu cho các phần dự trữ C ở các cấp độ thích hợp.........19 Hình 2.2: Kích thước ô đo đếm liên kết.................................................................20 Hình 2.3: Kích cỡ cây đo đếm trong các ô tiêu chuẩn khác nhau...........................20 Hình 2.4: Kết quả phân tích dự báo giá cả thị trường CO2 của EU ........................27 Hình 3.1: Cành mang lá, hoa và quả loài dà quánh................................................39 Hình 3.2: Bản đồ phân bố chi Ceriops trên thế giới (Tan Kim Hooi, 2007)...........40 Hình 3.3: Bản đồ khu vực nghiên cứu ...................................................................41 Hình 4.1: Tỉ lệ % sinh khối tươi các bộ phận cây cá thể dà quánh.........................46 Hình 4.2: Đồ thị tỉ lệ % sinh khối các bộ phận cây cá thể dà quánh.......................49 Hình 4.3: Đồ thị sinh khối khô các bộ phận của cây dà quánh...............................52 Hình 4.4: Tỉ lệ % lượng CO2 hấp thụ trong các bộ phận cây cá thể dà quánh ........62 Hình 4.5: Đồ thị tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 cây cá thể với D1,3 .........66 Hình 4.6: Bảng tra sinh khối tươi, khô và khả năng hấp thụ CO2...........................75 1 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Nóng lên toàn cầu tiềm ẩn những tác động tiêu cực tới sinh vật và các hệ sinh thái. Vấn đề này đang được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, nhà nghiên cứu về môi trường trên toàn cầu. Biến đổi khí hậu, một hệ quả của sự nóng lên toàn cầu, làm tổn hại lên tất cả các thành phần của môi trường sống như nước biển dâng, gia tăng hạn hán, lũ lụt, bão, sóng thần, gia tăng các loại bệnh tật, thiếu hụt nguồn nước ngọt, suy giảm đa dạng sinh học và gia tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan. Một trong những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu là do sự tăng lên của nồng độ khí nhà kính. Các nhà nghiên cứu trên Thế giới đang lo ngại rằng sự gia tăng các khí gây hiệu ứng nhà kính, đặc biệt là khí CO2, sẽ gây nên những biến đổi bất thường của khí hậu. Theo ước tính của IPCC, cácbonníc (CO2) chiếm tới 60 % nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng 28 % từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn 1850 1998. Giai đoạn hiện nay, nồng độ khí CO2 tăng khoảng 10 % trong chu kỳ 20 năm (Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006). Rừng là tài nguyên thiên nhiên quan trọng, có vai trò điều tiết khí hậu, hấp thụ khí CO2 cung cấp oxi thì ngày càng suy giảm về số lượng cũng như chất lượng do đốt, phá rừng để phục vụ các nhu cầu khác của con người. Bên cạnh đó, các hoạt động của con người như sử dụng nhiên liệu hóa thạch, sử dụng trang thiết bị hiện đại phục vụ nhu cầu cuộc sống (tủ lạnh, máy điều hoà nhiệt độ …) sản xuất xi măng, sản xuất dầu mỏ, chuyển mục đích sử dụng đất để phát triển công nghiệp, phát triển giao thông vận tải…. đã làm tăng thêm các chất khí gây hiệu ứng nhà kính trong khí quyển dẫn đến sự nóng lên toàn cầu. 2 Trên thực tế khả năng hấp thụ CO2 phụ thuộc vào kiểu rừng, trạng thái rừng, loài cây. Điều quan tâm hiện nay là làm thế nào để ước lượng, dự báo khả năng hấp thụ CO2 của rừng để làm cơ sở chi trả dịch vụ môi trường. Vấn đề này chưa được nghiên cứu nhiều ở Việt Nam, do đây là hướng nghiên cứu mới và tốn kém kinh phí. Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, khi mà diện tích rừng trồng cũng như rừng tự nhiên phục hồi ngày càng gia tăng trong đó có rừng ngập mặn thì việc lượng hoá giá trị của rừng bao gồm cả giá trị về mặt môi trường để khuyến khích mọi thành phần kinh tế đầu tư trồng và bảo vệ rừng là điều rất cần thiết. Định lượng, đánh giá khả năng hấp thụ CO2 của cây rừng là một thông tin quan trọng đối với các nhà quản lý, kinh doanh rừng cũng như đối với những nhà hoạch định chính sách quan tâm đến cơ chế phát triển sạch (CDM), thị trường carbon, giảm thiểu khí nhà kính qua việc hạn chế chặt phá rừng và suy thoái rừng (REDD). Rừng ngập mặn là hệ sinh thái đặc biệt phân bố vùng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới. Hệ sinh thái rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng đối với cuộc sống của người dân vùng ven biển như bảo vệ đất chống xói lở, tạo điều kiện để bồi lắng phù sa, giảm nhẹ tác động của thiên tai, lũ lụt, cung cấp gỗ, củi, lâm sản ngoài gỗ…. Ngoài ra, rừng ngập mặn còn là phòng thí nghiệm sống cho nghiên cứu khoa học, điểm tham quan, du lịch, nghỉ ngơi của mọi người. Sinh khối và năng suất của rừng ngập mặn không những có ý nghĩa to lớn về giá trị khoa học, kinh tế đối với con người, giá trị sử dụng đối với sinh vật mà còn có vai trò rất quan trọng trong quá trình biến đổi sinh học của hệ sinh thái đó là quá trình phân hủy, tích lũy xác thực vật trên sàn rừng góp phần giảm hiệu ứng nhà kính. Đặc biệt hiện tượng nóng lên của trái đất có liên quan đến vấn đề tích tụ carbon trong sinh khối cây rừng. Bằng quá trình quang hợp, thực vật màu xanh đã hấp thụ một lượng CO2 khá lớn và trả lại môi trường khí ôxy. Quá trình quang hợp của thực vật là hoạt động không thể thiếu của chu trình carbon, là cơ sở của sự sống trên trái đất. Vai trò hấp thụ khí CO2 điều hoà khí ôxy trong khí quyển của rừng ngập mặn đã được thừa nhận. Ngày nay, các nhà khoa học có thể định lượng được khả năng hấp thụ CO2 của rừng thông qua việc nghiên cứu sinh khối, qua đó cũng 3 góp phần tính toán giá trị kinh tế của rừng ngập mặn. Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ được UNESCO công nhận ngày 21 tháng 1 năm 2000, là Khu Dự trữ sinh quyển đầu tiên tại Việt Nam, có vị trí nằm tiếp giáp phía Đông Nam thành phố Hồ Chí Minh với tổng diện tích 71.361 ha, trong đó diện tích rừng và đất lâm nghiệp là 37.162,53 ha, bao gồm 19.448,46 ha rừng trồng, 11.043,06 ha rừng tự nhiên và 6.671 ha đất khác. Trong hơn 11.000 ha rừng tự nhiên thì diện tích rừng dà quánh là 316,60 ha với những quần thể sinh trưởng phát triển tốt, ít sâu bệnh, khả năng chống xói lở rất cao do tán lá dày, hệ rễ rất phát triển, khả năng tái sinh mạnh, mật độ rừng tương đối cao. Dà quánh phát triển tốt trên dạng đất bùn chặt, ngập bởi triều trung bình đến triều cao. Những đặc điểm trên của dà quánh phù hợp với việc xúc tiến tái sinh tự nhiên ở vùng đất trống chỉ ngập bởi triều cao hoặc đất sản xuất muối bỏ hoang với diện tích tương đối lớn tại rừng ngập mặn Cần Giờ hiện nay nhằm nâng cao độ che phủ của rừng nhưng giảm thấp nhất chi phí đầu tư tái tạo rừng. Đối với những khu vực khó có khả năng tái sinh tự nhiên mà các loài cây trồng khác không phù hợp thì diện tích rừng dà quánh tự nhiên tại rừng ngập mặn Cần Giờ cũng cung cấp đủ nguồn giống để trồng rừng. Đối với loài dà quánh tự nhiên tại rừng ngập mặn Cần Giờ, các nghiên cứu trước đây chỉ khái quát về sự phân bố, mô tả hình thái, chưa có công trình nào nghiên cứu đến sinh khối, tích tụ carbon trong sinh khối cũng như định lượng khả năng hấp thụ CO2 của rừng. Vì vậy, việc nghiên cứu định lượng khả năng hấp thụ CO2 rừng dà quánh tại Cần Giờ là cần thiết, giúp chúng ta hiểu biết hơn vai trò của hệ sinh thái rừng ngập mặn, làm cơ sở tính phí chi trả dịch vụ môi trường, giúp bảo vệ và phát triển bền vững rừng ngập mặn cũng như góp phần vào việc tính giá trị kinh tế của rừng ngập mặn Cần Giờ. Đáp ứng yêu cầu trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh (Ceriops decandra Dong Hill) tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh”. 4 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Tính toán khả năng hấp thụ CO2 trên mặt đất của cá thể và quần thể dà quánh (Ceriops decandra Dong Hill) tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ. Lượng giá năng lực hấp thụ CO2 của rừng dà quánh làm cơ sở cho việc chi trả phí môi trường. 1.3. Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu là các quần thể dà quánh tự nhiên phân bố ở tiểu khu 10, 11, 12,13, 17 và 21 thuộc Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ. Ngoài ra đề tài chỉ tập trung nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 trên mặt đất của loài cây trên. Không nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của bộ phận cây chết, phần do côn trùng sâu bọ lấy đi, hoa, quả, rễ trên và dưới mặt đất. 5 Chương 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Nghiên cứu về sinh khối Sinh khối được xác định là tất cả chất hữu cơ ở dạng sống và chết (còn ở trên cây) ở trên hoặc ở dưới mặt đất (Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006). Năng suất rừng thể hiện qua sinh khối của rừng, năng suất rừng phụ thuộc vào biện pháp kinh doanh rừng và môi trường. Vì vậy, để tăng năng suất rừng thì phải chọn biện pháp kinh doanh phù hợp nhằm làm tăng sinh khối của cây cá thể và của cả lâm phần. Nghiên cứu sinh khối là nền tảng cơ bản để tính các giá trị khác của rừng như tính lượng carbon tích lũy, khả năng hấp thụ CO2 của rừng. Sinh khối là quá trình sinh tổng hợp vật chất hữu cơ trong cây, bao gồm tổng trọng lượng của các bộ phận như: thân, cành, lá, hoa, quả, rễ ở trên và dưới mặt đất. Sinh khối là tổng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm và được tính bằng tấnha theo trọng lượng khô (Võ Thị Bích Liễu, 2007). Qua nhiều nghiên cứu về sinh khối, năng suất và sản lượng rừng, các tác giả cho thấy: sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối, năng suất cây cá thể phụ thuộc chặt chẽ vào đường kính và chiều cao (D, H). Còn quần thể rừng thì phụ thuộc vào chiều cao, đường kính, mật độ, tuổi rừng (H, D, N, A). Vì vậy, ba chỉ tiêu sinh trưởng, tăng trưởng và sinh khối có quan hệ mật thiết với nhau. Tuy nhiên, thực tế cho thấy, sinh khối của cây rừng lại phụ thuộc vào hai yếu tố chính: biện pháp tác động và môi trường. Tùy vào mục tiêu kinh doanh rừng khác nhau mà con người chọn lựa biện pháp tác động vào rừng phù hợp với môi trường sống của cây và đảm bảo hiệu năng xây dựng khu rừng ban đầu là rừng phòng hộ, rừng sản xuất hoặc rừng đặc dụng. 6 Thực vật có khả năng hấp thụ CO2, được tích lũy ở dạng carbon trong sinh khối. Hệ sinh thái rừng được xem là bể hấp thụ CO2 lớn nhất trong các hệ thực vật sống trên hành tinh. Vì vậy, nghiên cứu sinh khối cây rừng là cần thiết, đây là cơ sở xác định lượng CO2 mà quần thể cây rừng hấp thụ, là một thông tin quan trọng giúp các nhà quản lý đánh giá chất lượng cũng như hiệu quả của rừng, hoạch định chính sách kinh doanh rừng đảm bảo hiệu quả, tham gia thị trường carbon, chương trình giảm thiểu khí nhà kính qua việc hạn chế chặt phá rừng và suy thoái rừng của Liên Hiệp Quốc, làm cơ sở cho chi trả dịch vụ môi trường. 2.1.1. Nghiên cứu về sinh khối trên thế giới Trong lâm nghiệp, nghiên cứu sinh khối của rừng được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Từ thập niên 80 đến nay nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn bắt đầu được hướng đến như là một điểm nhấn mới trong nghiên cứu sinh khối rừng trên thế giới. Ngoài giá trị khoa học, kinh tế đối với con người, sinh khối của rừng ngập mặn còn rất quan trọng trong quá trình biến đổi sinh học của hệ sinh thái như quá trình phân hủy, tích lũy xác thực vật trên sàn rừng. Có thể kể đến một số tác giả điển hình trong nghiên cứu năng suất sơ cấp của rừng ngập mặn như Nye (1901) nghiên cứu ở Ghana; Heald (1971) ở Florida; Golley và cộng tác viên (1975) ở Panama; Christensen (1978) tại Phuket Tháiland; Gong và cộng tác viên (1983) tại Matang Malaysia; Duke và cộng tác viên (1981) (dẫn bởi Viên Ngọc Nam, 2003) đã nghiên cứu lượng vật rụng của một số loài cây rừng ngập mặn trong đó có Mấm biển tại vùng Đông Bắc Australia. Theo Ong và cộng tác viên (1983) “Cẩm nang các phương pháp nghiên cứu năng suất hệ sinh thái rừng ngập mặn” (biên soạn cho Dự án vùng Châu Á UNDPUNESCO RAS7900201113) thì việc tính toán sinh khối cây rừng trên mặt đất thường được tính gián tiếp bằng cách xây dựng phương trình tương quan giữa D1,3 với sinh khối khô các bộ phận của cây (Viên Ngọc Nam, 2003). Theo Clough và Scott (1989) thuộc Viện Khoa học Biển của Úc (AIMS) những ước lượng về sinh khối và tỷ lệ phát triển của rừng ngập mặn là vấn đề cơ bản cho việc ước lượng tổng năng suất sơ cấp thuần (NPP). 7 Ross và cộng tác viên (1998) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất trên mặt đất của các quần thể rừng ngập mặn ở vườn Quốc gia Biscayne, Florida (USA) từ sau cơn bão Andrew xảy ra năm 1992, kết quả phân tích cho thấy: cấu trúc tự nhiên của quần thể giữ vai trò quan trọng trong việc chống bão của hệ thống rừng ngập mặn, đặc biệt kích thước và sự phân bố của các bộ phận cấu thành sinh khối. Christensen (1997) nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng đước tại đảo Phuket thuộc vùng biển Tây (Thái Lan) tính được: tổng sinh khối khô trên mặt đất của rừng đước tuổi 15 là 159 tấnha. Tổng năng suất sinh khối khô đạt khoảng 27 tấnhanăm. Lượng tăng trưởng hàng năm khoảng 20 tấnhanăm cho tất cả các bộ phận của cây. Tác giả so sánh lượng vật rụng của rừng ngập mặn với rừng mưa nhiệt đới và kết luận: rừng ngập mặn có tuổi nhỏ, sinh trưởng nhanh nên có lượng vật rụng cao hơn rừng mưa nhiệt đới. Komiyama và cộng sự (2007) đã kiểm tra sinh trưởng, sinh khối và năng suất rừng ngập mặn qua 72 bài báo của các tác giả đã công bố để làm sáng tỏ vấn đề phân bố sinh khối trong cây và năng suất của cây rừng ngập mặn trên các quốc gia khác nhau. Kết quả tính được sinh khối trên mặt đất rừng ngập mặn ở Malaysia với loài ưu thế là đước đôi (Rhizophora apiculata) lớn nhất (460 tấnha) và rừng ngập mặn ở Florida (Mỹ) với loài ưu thế là đước đỏ (Rhizophora mangle) thấp nhất (7,9 tấnha) trong tất cả các vùng nghiên cứu. Tác giả cho rằng sinh khối rừng ngập mặn có quan hệ với tuổi, loài ưu thế và lập địa. Trong giai đoạn rừng non, sinh khối trên mặt đất vùng ven bờ biển của rừng ngập mặn thấp và tăng dần khi vào sâu trong lục địa. Tính trên toàn cầu, rừng ngập mặn ở vùng nhiệt đới có sinh khối trên mặt đất cao hơn rất nhiều so với vùng ôn đới. Nhìn chung những nghiên cứu về sinh khối cây rừng ngập mặn đã được thực hiện ở các khu vực khác nhau trên thế giới cho thấy có sự khác nhau tùy thuộc vào vị trí, loài cây, bộ phận của cây, cấu trúc rừng, các tác giả sử dụng mô hình toán để tính sinh khối cây cá thể cây cũng như của quần thể. 8 2.1.2. Nghiên cứu về sinh khối ở Việt Nam Ở Việt Nam, nghiên cứu sinh khối rừng được rất nhiều nhà khoa học quan tâm, trong đó có rất nhiều tác giả nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn. Một số nghiên cứu điển hình như: Phạm Hồng Chương (1972) bằng phương pháp lập ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m2, đã tính được sinh khối một số loài cây tại khu rừng sát Chí Linh Vũng Tàu với tổng sinh khối là 49,63 tấnha, Ceriops spp là 11,26 tấnha, Rhizophora apiculata là 18,73 tấnha, Avicennia officinalis là 11,2 tấnha (dẫn bởi Viên Ngọc Nam, 1998). Trần Văn Ba (1984) đã nghiên cứu và tính được sinh khối của ba loại rừng mắm tại Cà Mau theo thứ tự: Avicennia alba là 37,66 tấnha, Avicennia lanata 72,79 tấnha và Avicennia officinalis là 99,53 tấnha. Nguyễn Hoàng Trí (1986) nghiên cứu sinh khối và năng suất quần thể đước đôi (Rhizophora apiculata BL.) tại Cà Mau – tỉnh Minh Hải cho biết: sinh khối của loại rừng nhân tạo là 3,3846 tấnha, rừng tự nhiên là 1,4004 tấnha. Phân bố sinh khối theo chiều thẳng đứng của các bộ phận trên mặt đất trong quần thể đước đôi là giảm dần từ gốc đến ngọn. Kết quả nghiên cứu của tác giả không đề cập đến vấn đề tuổi của rừng trồng có ảnh hưởng đến sinh khối quần thể như thế nào. Nguyễn Đức Tuấn (1995) nghiên cứu tăng trưởng và sinh khối của rừng đâng (Rhizophora stylosa) và rừng đước (Rhizophora apiculata) trồng ở Hà Tĩnh và Cần Giờ Tp. Hồ Chí Minh. Tác giả sử dụng ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m), bố trí tuyến điều tra tính từ mép nước của hệ thống sông rạch vào sâu trong rừng, đo đếm các chỉ tiêu đường kính, chiều cao, chọn cây mẫu chặt hạ để xác định trọng lượng tươi từng bộ phận, sau đó lấy mẫu về sấy khô ở nhiệt độ 800C trong 4 ngày đến khi trọng lượng không đổi để xác định trọng lượng khô. Tác giả đã đánh giá sinh khối, cấu trúc sinh khối thực vật theo chiều thẳng đứng và theo tuổi, đưa ra nhận định: ở tuổi 2, rừng đước sinh trưởng trên nền đất mềm có tổng sinh khối lớn gấp 2 lần rừng đước sinh trưởng trên nền đất cao, bùn cứng; Sinh khối các bộ phận tương ứng cũng cao hơn từ 1,5 lần tới hơn 3 lần (thân = 1,6 lần; cành = 9 1,94 lần; lá = 3 lần; rễ chống = 3,3 lần và rễ dưới đất = 2,5 lần). Tương tự, rừng đâng sinh trưởng trên nền đất bùn, sét mềm, ít cát có tổng sinh khối lớn gấp 2 lần so với đất ít dinh dưỡng, có nhiều cát; Sinh khối các bộ phận tương ứng cao hơn từ 1,5 lần đến hơn 3 lần (thân = 2,5 lần; cành = 1,7 lần; lá = 1,4 lần; rễ chống = 2,2 lần và rễ dưới đất = 2,9 lần). Đặng Trung Tấn (1999) đã nghiên cứu sinh khối rừng đước ở Cà Mau. Kết quả ở tuổi 34, sinh khối khô rừng đước tại khu vực nghiên cứu đạt 340 tấnha. Riêng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, nghiên cứu về sinh khối cũng đã được một số tác giả tiến hành, điển hình như: Phan Nguyên Hồng (1991) đã nghiên cứu sinh khối trên mặt đất của rừng đước trồng tuổi 10 tại các vùng đất bị rải chất diệt cỏ. Trong đó, có khu vực Tắc Cống và Tắc Ông Địa thuộc Tiểu khu 13 của huyện Cần Giờ thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả mức độ ngập triều khác nhau dẫn đến sinh khối cũng khác nhau. Viên Ngọc Nam (1998) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp rừng đước (Rhizophora apiculata) trồng tại Cần Giờ bao gồm lượng rơi, phân hủy, dinh dưỡng và các chất dinh dưỡng trả lại đất sau các lần tỉa thưa. Trên cơ sở phương pháp của Ong và cộng sự (1983), tác giả sử dụng ô tiêu chuẩn diện tích 100 m2 (10 m x 10 m) ), hạ cây ngã để thu thập số liệu tính sinh khối rừng đước tại Cần Giờ. Kết quả tính được: sinh khối rừng đước có lượng tăng từ 5,93 12,44 tấnhanăm, lượng tăng đường kính 0,46 0,81 cmnăm, trữ lượng thảm mục tích lũy trên sàn rừng 3,4 12,46 tấnha. Tổng sinh khối khô rừng đước ở tuổi 4, 8, 12, 16 và 21 theo thứ tự là 16,24 tấnha; 89,01 tấnha; 118,21 tấnha; 138,98 tấnha và 139,98 tấn khôha. Viên Ngọc Nam (2003) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp quần thể mấm trắng (Avicennia alba BL.) tự nhiên tại Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả bố trí 4 tuyến điều tra theo hướng từ ngoài sông vào đất liền, từ ngoài biển vào trong rừng tại Tiểu khu 17. Mỗi tuyến bố trí 5 ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m), mỗi ô tiêu chuẩn chia thành 4 ô có diện tích 25 m2 (5 m x 5 m) và đo tất cả các cây có D1,3 > 3 m trong ô. Đề tài đã chặt 28 cây có D1,3 từ nhỏ đến lớn, 10 phân theo các bộ phận và cân trọng lượng tươi. Kết quả tính được tổng sinh khối, lượng tăng trưởng sinh khối, năng suất vật rụng cũng như năng suất thuần của quần thể mấm trắng tự nhiên tại Cần Giờ. Tác giả mô tả mối tương quan giữa sinh khối các bộ phận cây mấm trắng với đường kính tại vị trí 1,3 m bằng dạng phương trình logW = a + b.log(D1.3) và đã lập được bảng tra sinh khối cây cá thể loài mấm trắng. Võ Thị Bích Liễu (2007) nghiên cứu sinh khối quần thể dà vôi (Ceriops tagal C. B. Rob) trồng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ. Tác giả sử dụng phương pháp thu thập số liệu qua ô đo đếm và chặt cây tiêu chuẩn để tính sinh khối cho đối tượng nghiên cứu. Đề tài đã lập 43 ô đo đếm có diện tích 100 m2 (10 m x 10 m), chặt 37 cây tiêu chuẩn có D1,3 từ nhỏ đến lớn, phân theo các bộ phận và cân trọng lượng tươi. Kết quả tính được tổng sinh khối, sinh khối các bộ phận của quần thể dà vôi trồng theo tuổi 10, 12 và 14 tại Cần Giờ Tác giả cũng sử dụng dạng phương trình logW = a + b.log(D1.3) để lập bảng tra sinh khối cây cá thể tươi và khô. Phương trình sinh khối tươi và khô lập được là: Tổng tươi: logWtt = 0,471735 + 0,1508.logD1,3 Tổng khô: logWtk = 0,194309 + 0,152893.logD1,3 Ngoài ra tác giả cũng xây dựng phương trình tính sinh khối của quần thể Dà vôi thông qua phương trình sau: logWtkqt = 2,85641 + 1,07695.logHvn 0,332975.logN W tkqt : Tổng sinh khối khô của quần thể N : mật độ cây Hvn : chiều cao vút ngọn Ngoài những nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn thì ở Việt Nam có rất nhiều công trình nghiên cứu sinh khối cho đối tượng rừng lá rộng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới. Điển hình như: Vũ Văn Thông (1998) nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá lẻ và lâm phần keo lá tràm (Acacia auriculiformis Cunn) tại tỉnh Thái Nguyên. Đề tài đã lập 40 ô tiêu chuẩn điển hình tạm thời, diện tích mỗi ô là 500 m2, đo đếm chỉ tiêu D 1,3, Hvn và DT. Trên mỗi ô chặt 3 cây tiêu chuẩn đại diện 3 cấp kính có số cây 11 bằng nhau để cân sinh khối thân, cành lá. Riêng bộ phận thân chia làm 5 đoạn có chiều dài tương đối bằng nhau. Tác giả đã xây dựng được một số mô hình dự đoán sinh khối cây cá lẻ bằng phương pháp sử dụng số cây tiêu chuẩn. Theo tác giả, dạng hàm W = a + b.D 1,3 và lnW = a + b.lnD1,3 mô tả tốt nhất quan hệ giữa sinh khối các bộ phận của cây với chỉ tiêu đường kính tại vị trí 1,3 m. Kết cấu sinh khối tươi các bộ phận trên mặt đất của cây cá lẻ loài keo lá tràm tại Thái Nguyên gồm thân, cành và lá có tỉ lệ lần lượt là 64%, 14% và 22%. Kết cấu sinh khối tươi các bộ phận thân, cành và lá trên mặt đất của lâm phần lần lượt là 63,13 %, 16,04 % và 20,83 %. Trương Văn Vinh (2008) nghiên cứu đánh giá sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng neem (Azadirachta indica A. JUSS) trồng tại huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận. Đối với cây cá thể, tác giả xây dựng tương quan giữa sinh khối với nhấn tố đường kính tại vị trí 1,3 m. Đối với lâm phần, xây dựng tương quan giữa sinh khối với nhân tố tuổi rừng (A). Theo tác giả, dạng hàm Schumacher và Meyer mô tả tốt nhất mối quan hệ nêu trên. Phạm Tuấn Anh (2007) nghiên cứu dự báo năng lực hấp thụ CO2 của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại huyện Tuy Đức, tỉnh Đăk Nông. Tác giả sử dụng dạng hàm mũ để mô phỏng quan hệ giữa sinh khối tươi với đường kính thân cây và sinh khối khô với sinh khối tươi của cây rừng: SK(Tươi) = 0,2610 D2,3955 SK(Khô) = 0,454 SK(Tươi)1,032 Với R2 > 0,97 cho cả 2 phương trình Tóm lại, nghiên cứu về sinh khối của các tác giả nêu trên đều xây dựng được các mô hình tương quan giữa sinh khối với đường kính tại vị trí 1,3 m là chỉ tiêu dễ đo đếm xác định, tương quan giữa sinh khối tươi với sinh khối khô…. Tất cả các phương trình sinh khối xây dựng được đều có dạng hàm logarit 1 hoặc 2 chiều. Đến thời điểm hiện nay, vấn đề nghiên cứu sinh khối trên mặt đất thường được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu ở Việt Nam. Những nghiên cứu sinh khối dưới mặt đất do hạn chế về kinh phí nên ít được thực hiện. 12 2.2. Nghiên cứu về tích lũy carbon, hấp thụ CO2 2.2.1. Biến động CO2 trong khí quyển Theo báo cáo mới nhất của các nhà khoa học tại trạm quan sát Mauna Loa ở Hawaii (Mỹ), lượng khí CO2 trong khí quyển đã ở mức 387 ppm tăng gần 40 % so với thời Cách mạng công nghiệp và đạt đến mức cao nhất trong vòng 650.000 năm trở lại đây. Tốc độ gia tăng khí CO2 trung bình trong năm 2007 là 2,14 ppm. Đây là năm thứ 4 tốc độ tăng khí CO2 lớn hơn 2 ppm. Từ năm 1970 đến 2000, mức độ tăng chỉ khoảng 1,5 ppmnăm nhưng từ năm 2000 trở đi, tốc độ tăng trung bình hàng năm đã lên đến 2,1 ppm. Những con số trên cho thấy Trái đất đang mất dần khả năng hấp thụ tự nhiên hàng tỉ tấn CO2 mỗi năm. Rừng và đại dương không thể hấp thụ một nửa số lượng khí CO2 thải ra hàng năm trong tương lai. Yêu cầu cắt giảm hơn nữa khí thải gây hiệu ứng nhà kính càng đặt ra bức thiết hơn bao giờ hết. Một nghiên cứu năm 2007 cho thấy khí thải tăng trong thời gian gần đây xuất phát từ 3 nguyên nhân: nền kinh tế Thế giới tăng trưởng cao, việc sử dụng năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ nhiều hơn trong khi khả năng hấp thụ khí CO2 của rừng, biển và đất giảm (Tố Uyên, 2008). Tuy nhiên, theo kết luận của các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Berne Thụy Sĩ công bố trên tạp chí khoa học Nature ngày 1952008 cho biết nồng độ khí CO2 trong khí quyển hiện ở mức cao nhất trong 800.000 năm qua. Bằng phương pháp khoan sâu tới 3.270 m ở vùng Nam cực và phân tích các bóng khí nằm trong các lớp băng tuyết ở độ sâu vài kilomet, các nhà khoa học lần đầu tiên đã có thể tìm hiểu về lịch sử biến đổi khí hậu hàng trăm nghìn năm trước và đi đến kết luận nồng độ CO2 trong khí quyển hiện nay ở mức cao nhất trong 800.000 năm qua. Các dữ liệu đã chứng minh tương quan giữa nồng độ khí CO2 và hiện tượng tăng nhiệt độ trên Trái đất. Theo kết quả nghiên cứu, nhiệt độ Trái đất đã ở mức cao nhất vào thời kỳ cách đây 320.000 năm, khi mà nhiệt độ tại Nam cực nóng hơn 3 5 độ C so với ngày nay và nồng độ CO2 trong khí quyển khi đó có tỷ lệ 320 ppm so với 380 ppm hiện nay. Các nhà khoa học cũng cho biết thời kỳ nóng lên trước kia trải dài qua nhiều thế kỷ khiến người ta có cảm giác khí hậu ổn định, trong khi khoảng 150 năm gần đây, Trái đất nóng lên rất nhanh do hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Cũng theo 13 các nhà khoa học, 667.000 năm trước CO2 có nồng độ thấp nhất trong khí quyển (khoảng 172 ppm), khi đó đại dương có thể hấp thụ lượng khí CO2 tốt hơn hiện nay (Thông tấn xã Việt Nam, ngày 1952008). Sự tăng cao hàm lượng khí CO2 trong khí quyển dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, thiên tai lũ lụt xảy ra thường xuyên … đe dọa đến sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái đất. Theo Phạm Tuấn Anh (2007) thì đại dương và thảm thực vật là hai vị cứu tinh có khả năng hấp thụ một khối lượng rất lớn khí CO2 mà con người đã phát thải vào không khí. Trước đây các nhà khoa học cho rằng một nửa khối lượng CO2 tích tụ trong không khí, phần còn lại do đại dương và cây xanh hấp thụ. Ngày nay, các đo lường của các nhà khoa học cho thấy thảm thực vật đã thu giữ trữ lượng CO2 lớn hơn một nửa khối lượng chất khí đó sinh ra từ sự

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

-oOo -

CAO HUY BÌNH

DÀ QUÁNH (Ceriops decandra Dong Hill) TỰ NHIÊN TẠI

KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN

CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 09/2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

-oOo -

CAO HUY BÌNH

DÀ QUÁNH (Ceriops decandra Dong Hill) TỰ NHIÊN TẠI

KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO 2 CỦA QUẦN THỂ DÀ QUÁNH

(Ceriops decandra Dong Hill) TỰ NHIÊN TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN

Phân viện Điều tra Quy hoạch rừng Nam Bộ

4 Phản biện 2: TS LƯƠNG VĂN NHUẬN

Hội Khoa học Kỹ thuật lâm nghiệp TP Hồ Chí Minh

Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

HIỆU TRƯỞNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu,

kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Cao Huy Bình

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: + Phòng Sau Đại học, quý thầy cô Khoa Lâm nghiệp đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

+ Thầy Viên Ngọc Nam đã tận tình hướng dẫn, động viên, truyền đạt những kiến thức quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này

+ Thầy Phạm Trịnh Hùng, Phó khoa Lâm nghiệp; Thầy Giang Văn Thắng, Trưởng Bộ môn Quản lý Tài nguyên rừng; Thầy Lương Văn Nhuận, Hội Khoa học

kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã có những ý kiến đóng góp quý báu giúp tôi trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn

+ Lãnh đạo Ban Quản lý rừng phòng hộ Cần Giờ đã tạo điều kiện cho tôi được tham dự khoá học này Ông Lê Văn Sinh, Cát Văn Thành, Huỳnh Đức Hoàn, Phạm Thanh Tùng đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập

+ Tập thể phòng Quản lý – Phát triển tài nguyên, phân khu IV thuộc Ban Quản

lý rừng phòng hộ Cần Giờ đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu hoàn thành luận văn tốt nghiệp: anh Phạm Văn Quy, Phan Văn Trung, Nguyễn Hồng Minh, Bùi Nguyễn Thế Kiệt, Nguyễn Thu Hiền, Phạm Ngọc Như, Trần Quốc Tuấn + Các bạn và tập thể lớp Cao học Lâm nghiệp khoá 2007, đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha, mẹ, các em, chân thành cảm ơn vợ và con trai đã động viên, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 9 năm 2009

Cao Huy Bình

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh (Ceriops

decandra Dong Hill) tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ,

thành phố Hồ Chí Minh” thu thập số liệu gồm 35 ô tiêu chuẩn, 40 cây ngã tại các tiểu khu 10 A, 10 C, 11, 12, 13, 17 và 21 thuộc rừng ngập mặn Cần Giờ Thời gian thu thập số liệu từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2009

Kết quả tính được sinh khối tươi bình quân cây cá thể dà quánh tại Cần Giờ

là 14,45 ± 3,56 kg/cây Bộ phận sinh khối thân tươi chiếm khối lượng lớn nhất, bình quân là 7,57 ± 1,80 kg/cây, tiếp đến là sinh khối cành tươi bình quân là 4,09 ± 1,26 kg/cây, cuối cùng là bộ phận sinh khối lá tươi 2,79 ± 0,63 kg/cây Sinh khối thân tươi cây cá thể chiếm tỷ lệ cao nhất (53,79 %) > sinh khối cành tươi (25,12 %) > sinh khối lá tươi (21,09 %) so với tổng sinh khối tươi của cây cá thể

Sinh khối khô bình quân cây cá thể dà quánh tại Cần Giờ là 8,36 ± 2,05 kg/cây Bộ phận sinh khối thân khô chiếm khối lượng lớn nhất so với tổng sinh khối khô của cây, bình quân là 4,62 ± 1,08 kg/cây > sinh khối cành khô có khối lượng bình quân là 2,44 ± 0,75 kg/cây > sinh khối lá khô có khối lượng là 1,29 ± 0,29 kg/cây Sinh khối thân khô của dà quánh chiếm tỉ lệ bình quân 56,74 ± 2,74 % so với tổng sinh khối khô của cây cá thể, sinh khối cành khô bình quân là 26,17 ± 2,33

%, sinh khối lá khô chiếm tỉ lệ thấp nhất so với bộ phận thân và cành cây, bình quân chiếm 17,09 ± 1,43 %

Tổng sinh khối khô cây cá thể dà quánh bằng 54,90 % tổng sinh khối tươi Mật độ trung bình của quần thể dà quánh là 13.357 ± 1.110 cây/ha, đường kính trung bình là 2,92 ± 0,15 cm và chiều cao trung bình là 4,36 ± 0,24 m thì tổng sinh khối khô trung bình của quần thể là 41,45 ± 3,89 tấn/ha, biến động từ 22,92 - 61,92 tấn/ha Sinh khối thân khô bình quân của quần thể là 23,51 ± 2,16 tấn/ha, chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tổng sinh khối khô của quần thể, biến động từ 13,23 –

35,10 tấn/ha Sinh khối cành khô trung bình của quần thể là 10,13 ± 1,08 tấn/ha, biến động từ 5,12 đến 16,27 tấn/ha Sinh khối lá khô trung bình của quần thể chiếm

tỉ lệ thấp nhất trong tổng sinh khối khô của quần thể, trung bình là 7,82 ± 0,68 tấn/ha, biến động từ 4,57 đến 11,64 tấn/ha

Đối với quần thể dà quánh tự nhiên tại Cần Giờ thì sinh khối khô bộ phận

thân chiếm tỉ lệ bình quân là 56,82 % > cành (24,19 %) > lá (18,98 %)

- Lượng hấp thụ CO2 tương đương bình quân bộ phân thân cây cá thể là 7,58

± 1,73 kg CO2/cây > cành là 4,30 ± 1,33 kg CO2/cây > lá (2,38 ± 0,53 kg CO2/cây) Tổng lượng hấp thụ CO2 tương đương bình quân của cây cá thể là 14,26 ± 3,45 kg/cây

Hàm mũ có dạng y = a.Xb mô tả tốt tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2cây cá thể với các nhân tố D1,3 và Vm3

Lượng hấp thụ CO2 tương đương trung bình của các quần thể nghiên cứu tính theo tổng diện tích dà quánh tại Cần Giờ là 70,37 tấn/ha, trung bình từng bộ phận của cây trong quần thể theo thứ tự là: CO2 thân (38,63 tấn/ha) > CO2 cành (17,28 tấn/ha) > CO2 lá (14,46 tấn/ha) Vùng nghiên cứu 1 có lượng CO2 hấp thụ bình quân là 77,95 ± 11,72 tấn/ha > vùng 2 (73,07 ± 9,53 tấn/ha) > vùng 3 (53,70 ± 12,65 tấn/ha)

Lượng giá bằng tiền khả năng hấp thụ CO2 tương đương của rừng dà quánh: với năng suất hấp thụ bình quân là 70,37 tấn CO2 tương đương/ha, thì giá trị bằng tiền thu được từ chỉ tiêu CO2 là 25.828.000 VNĐ/ha Tổng diện tích rừng dà quánh

tự nhiên hiện nay tại Cần Giờ là 316,60 ha thì giá trị bằng tiền thu được từ CO2tương đương tại thời điểm nghiên cứu là 8.178.332.000 đồng

SUMMARY

The thesis "Research on the absorbability of CO2 of Ceriops decandra Dong

Hill natural populations in the Can Gio Mangrove Biosphere Reserves, Ho Chi Minh city" Data were collected in 35 plots and 40 felled trees in the Forestry Compartment 10 A, 10 C, 11, 12, 13, 17 and 21 in Can Gio mangrove forests during from April to July 2009

The average of individual fresh biomass of Ceriops decandra in Can Gio is

14.45 ± 3.56 kg/tree Fresh trunk biomass is the largest, the average is 7.57 ± 1.80 kg/tree, the average of fresh branch biomass is 4.09 ± 1.26 kg/tree, fresh leaves biomass is 2.79 ± 0.63 kg/tree Fresh trunk biomass of individual trees constitutes the highest percentage (53.79 %) > fresh branch biomass (25.12 %) > fresh leaves biomass (21.09 %) of total fresh biomass of individual tree

The average dry biomass of individual Ceriops decandra in Can Gio is 8.36

± 2.05 kg/tree Dry trunk biomass constitutes the largest volume of total dry tree biomass, the average is 4.62 ± 1.08 kg/tree > the average of dry branch biomass is 2.44 ± 0,75 kg/tree > dry leaves biomass is 1.29 ± 0.29 kg/tree Dry trunk biomass

of Ceriops decandra has average rate of 56.74 ± 2.74 % of total dry biomass, the

average of dry branch biomass is 26.17 ± 2.33 %, dry leaves biomass is lowest percentage compared to trunk and branche of trees, the average is 17.09 ± 1.43 %

Total dry biomass of Ceriops decandra is 54.90 % of fresh biomass

Average density of the Ceriops decandra populations is 13,357 ± 1,110

trees/ ha, the average diameter at breast height (D1,3) is 2.92 ± 0.15 cm and mean height is 4.36 ± 0.24 m, the total average dry biomass of the population is 41.45 ± 3.89 tones/ha, fluctuating from 22.92 to 61.92 tones/ha The average dry biomass trunk parts of the population is 23.51 ± 2.16 tones/ha, accounting for the largest proportion of the total dry biomass of the population, fluctuating from 13.23 to

35.10 tones/ha The mean dry branch biomass of the population is 10.13 ± 1.08 tones/ha, fluctuating from 5.12 to 16.27 tones/ha The average dry biomass of leave

of the population is the lowest percentage compared to total dry biomass, average 7.82 ± 0.68 tones/ha, fluctuating from 4.57 to 11.64 tones/ha

For natural populations Ceriops decandra in Can Gio, the average dry

biomass of trunk is 56.82 % > branches (24.19 %) > leave (18.98 %)

The amount absorbability of CO2 equivalent of individual trunk is 7.58 ± 1.73 kg CO2/tree > branch is 4.30 ± 1.33 kg CO2/tree > leave is 2.38 ± 0,53 kg

CO2/tree Total absorbability of CO2 equivalent of average individual trees is 14.26

± 3.45 kg/tree

The exponential (y = a.Xb) describe good correlation between the absorbability CO2 of individual tree with factors D1,3 and V (m3)

The absorbability CO2 equivalent average of the population Ceriops

decandra in study area is 70.37 tones/ha, average parts of population are: CO2 trunk (38.63 tones/ha) > CO2 branch (17.28 tones/ha) > CO2 leaves (14.46 tones/ha) Studies area 1 is 77.95 ± 11.72 tones CO2 eq/ha > Area 2 (73.07 ± 9.53 tones/ha) > Area 3 (53.70 ± 12.65 tones/ha)

The absorbability CO2 equivalent of the forests Ceriops decandra value: The

average absorb is 70.37 tones of CO2 equivalent per hectare, the value of CO2 is

25.828.000 VNĐ/ha The total of natural forest Ceriops decandra area in Can Gio is

316.60 ha, the value of the CO2 equivalent at the time of research is 8.178.332.000 VNĐ

MỤC LỤC

Trang

Lý lịch cá nhân ii

Lời cam đoan iii

Lời cảm ơn iv

Tóm tắt v

SUMMARY vii

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 4

1.3 Phạm vi nghiên cứu 4

Chương 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

2.1 Nghiên cứu về sinh khối 5

2.1.1 Nghiên cứu về sinh khối trên thế giới 6

2.1.2 Nghiên cứu về sinh khối ở Việt Nam 8

2.2 Nghiên cứu về tích lũy carbon, hấp thụ CO2 12

2.2.1 Biến động CO2 trong khí quyển 12

2.2.2 Nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 trên thế giới 14

2.2.2.1 Các phương pháp nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 14

2.2.2.2 Các nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 trên thế giới 17

2.2.2.3 Nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO2 ở Việt Nam 21

2.3 Thị trường CO2 25

2.3.1 Trên thế giới 25

2.3.2 Tại Việt Nam 27

2.4 Thảo luận về tổng quan vấn đề nghiên cứu 29

Chương 3: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 32

3.1 Nội dung nghiên cứu 32

3.2 Phương pháp nghiên cứu 32

3.2.1 Phương pháp luận 32

3.2.2 Kế thừa phương pháp 33

3.2.3 Phương pháp nghiên cứu của đề tài 33

3.2.3.1 Thu thập các tài liệu liên quan, lập ô tiêu chuẩn và điều tra, đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng 33

3.2.3.2 Ngoại nghiệp 34

3.2.3.3 Nội nghiệp 35

3.3 Đối tượng nghiên cứu 38

3.3.1 Mô tả thực vật 38

3.3.2 Sinh thái học 39

3.4 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 40

3.4.1 Vị trí địa lý 40

3.4.2 Địa hình 41

3.4.3 Thổ nhưỡng 42

3.4.4 Khí hậu 42

3.4.5 Chế độ thủy văn 43

3.4.6 Tài nguyên động thực vật 43

3.4.7 Diện tích tự nhiên, dân số và kinh tế xã hội 43

3.4.8 Cơ sở hạ tầng 44

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45

4.1 Tương quan giữa chiều cao (Hvn) với D1,3 của cây dà quánh 45

4.2 Sinh khối 45

4.2.1 Sinh khối cây cá thể cây dà quánh 46

4.2.1.1 Sinh khối tươi các bộ phận của cây cá thể 46

4.2.1.2 Sinh khối khô các bộ phận của cây cá thể 47

4.2.1.3 Kết cấu sinh khối khô các bộ phận của cá thể cây dà quánh 48

4.2.1.4 Kết cấu sinh khối các bộ phận cá thể cây dà quánh 48

4.2.1.5 Tương quan giữa sinh khối cây cá thể với D1,3 49

4.2.1.5.1 Tương quan giữa tổng sinh khối tươi cây cá thể dà quánh với D1,3 50

4.2.1.5.2 Tương quan giữa sinh khối khô cây cá thể với D1,3 51

4.2.1.6 Kiểm tra sự tồn tại của các phương trình sinh khối khô cây cá thể dà quánh với D1,3 52

4.2.1.7 Tương quan giữa tổng sinh khối khô với tổng sinh khối tươi cá thể loài cây dà quánh 53

4.2.2 Sinh khối quần thể loài cây dà quánh 55

4.3 Tương quan giữa thể tích cây cá thể của dà quánh với các nhân tố điều tra 58

4.4 Khả năng hấp thụ CO2 59

4.4.1 Tương quan giữa tích lũy carbon cây cá thể dà quánh với sinh khối khô 59

4.4.2 Khả năng hấp thụ CO2 của cây cá thể 61

4.4.3 Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 với các nhân tố điều tra rừng: D1,3, Hvn và V của cây cá thể dà quánh 63

4.4.3.1 Tương quan giữa tổng khả năng hấp thụ CO2 với các nhân tố điều tra rừng D1,3, Hvn và V của cây cá thể dà quánh 63

4.4.3.2 Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 với các nhân tố điều tra D1,3, Hvn, V của các bộ phận cây cá thể dà quánh 65

4.4.4 Kiểm tra sự tồn tại của các phương trình hấp thụ CO2 cây cá thể với D1,3 67

4.4.5 Ước lượng khả năng hấp thụ CO2 theo quần thể 68

4.4.5.1 Khả năng hấp thụ CO2 của các quần thể dà quánh 68

4.4.5.2 Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh với các nhân

tố điều tra: D1,3, Hvn, Mật độ (N), trữ lượng (M) và tiết diện ngang (G) 71

4.5 Lượng giá khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ 72

4.6 Lập bảng tra nhanh sinh khối tươi, khô, CO2 của loài dà quánh thông qua các phương trình của các bộ phận và cây cá thể 74

4.7 Hướng dẫn sử dụng bảng tra để xác định sinh khối tươi, khô và khả năng hấp thụ CO2 của lâm phần 74

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

5.1 Kết luận 76

5.2 Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1 II

PHỤ LỤC 2 III

PHỤ LỤC 3 IV

PHỤ LỤC 4 V

PHỤ LỤC 5 VI

PHỤ LỤC 6 IX

PHỤ LỤC 7 X

PHỤ LỤC 8 XII

PHỤ LỤC 9 XIV

PHỤ LỤC 10 XVI

PHỤ LỤC 11 XVII

PHỤ LỤC 12 XVIII

PHỤ LỤC 13 XIX

PHỤ LỤC 14 XX

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AIMS Australia Institute of Marine Science - Viện Khoa học biển

của Úc

a0, a1, a2, a3, a4 Các tham số của phương trình

CDM Clean Development Mechanism – Cơ chế phát triển sạch

Cthan Lượng C tích lũy của bộ phận thân cây cá thể

Ccanh Lượng C tích lũy của bộ phận cành cây cá thể

Cla Lượng C tích lũy của bộ phận lá cây cá thể

Ctong Lượng C tích lũy của cây cá thể

CO2 Carbon Dioxide – Các bon níc

CO2 La Lượng CO2 hấp thụ của bộ phận lá cây cá thể

D1,3 Đường kính thân tại vị trí 1,3 m

D1 Đường kính thân tại vị trí một m đầu tiên

D2 Đường kính thân tại vị trí m kế tiếp

Dn-1 Đường kính thân tại vị trí n-1 mét kế tiếp

EU European Union – Liên minh Châu Âu

GLOMIS Global Mangrove Information System - Hệ thống thông tin

toàn cầu về rừng ngập mặn GPS Global Position System – Hệ thống định vị toàn cầu

H Chiều cao thân cây

Hvn Chiều cao vút ngọn của cây rừng

ISME International Society for Mangrove Ecosystems - Hiệp hội

Quốc tế về hệ sinh thái rừng ngập mặn IPPC Intergovernmental Panel on Climate Change – Ban liên chính

phủ về biến đổi khí hậu

REDD Reducing Emissions from Deforestation and Forest

Degradation – Giảm thiểu khí phát thải từ suy thoái và mất rừng

S Square - Diện tích

SE Standard Error - Sai số tiêu chuẩn

UNDP United Nations Development Programme - Chương trình Phát

triển Liên Hiệp Quốc UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural

Organization - Tổ chức Văn hoá, Khoa học, Giáo dục Liên Hiệp Quốc

V Thể tích thân cây

WB World Bank – Ngân hàng Thế giới

Wlat Sinh khối lá tươi

Wlak Sinh khối lá khô

Wtongtqt Tổng sinh khối tươi của quần thể

Ylt Nhân tố lý thuyết

Ytn Nhân tố thực nghiệm

∆% Sai số tương đối

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Sự phân bố phát thải CO2 trên toàn cầu vào khí quyển 14

Bảng 2.2: Lượng cacbon tích lũy trong các kiểu rừng 17

Bảng 2.3: Dự đoán phát thải khí nhà kính tính tương đương CO2 đến năm 2030 28

Bảng 3.1: Tính dung lượng mẫu theo phương pháp của Winrock (2007) 36

Bảng 4.1: Kết cấu sinh khối các bộ phận cá thể cây dà quánh 48

Bảng 4.2: Tương quan giữa sinh khối khô các bộ phận cây cá thể với D1,3 51

Bảng 4.3: Kiểm tra sai số tương đối phương trình sinh khối khô của cây cá thể với D1,3 loài dà quánh 52

Bảng 4.4: Tương quan giữa tổng sinh khối khô với tổng sinh khối tươi cá thể loài cây dà quánh 53

Bảng 4.5: Kết cấu sinh khối khô bình quân của quần thể dà quánh 57

Bảng 4.6: Tương quan giữa thể tích cây cá thể của dà quánh với D1,3 và Hvn 58

Bảng 4.7: Tương quan giữa tích lũy carbon cây cá thể dà quánh với sinh khối khô 60

Bảng 4.8: Tương quan giữa tổng khả năng hấp thụ CO2 cây cá thể dà quánh với nhân tố thể tích (Vm3) 64

Bảng 4.9: Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 các bộ phận cây cá thể dà quánh với nhân tố điều tra D1,3, Hvn 65

Bảng 4.10: Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 các bộ phận cây cá thể dà quánh với nhân tố thể tích cây (Vm3) 66

Bảng 4.11: Kiểm tra sai số tương đối phương trình tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 với D1,3 cây cá thể dà quánh 67

Bảng 4.12: Tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 của quần thể dà quánh với các nhân tố điều tra rừng 72

Bảng 4.13: Giá trị thương mại từ chỉ tiêu CO2 tương đương của rừng dà quánh tự nhiên tại Cần Giờ 73

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Thiết kế lô lấy mẫu cho các phần dự trữ C ở các cấp độ thích hợp 19

Hình 2.2: Kích thước ô đo đếm liên kết 20

Hình 2.3: Kích cỡ cây đo đếm trong các ô tiêu chuẩn khác nhau 20

Hình 2.4: Kết quả phân tích dự báo giá cả thị trường CO2 của EU 27

Hình 3.1: Cành mang lá, hoa và quả loài dà quánh 39

Hình 3.2: Bản đồ phân bố chi Ceriops trên thế giới (Tan Kim Hooi, 2007) 40

Hình 3.3: Bản đồ khu vực nghiên cứu 41

Hình 4.1: Tỉ lệ % sinh khối tươi các bộ phận cây cá thể dà quánh 46

Hình 4.2: Đồ thị tỉ lệ % sinh khối các bộ phận cây cá thể dà quánh 49

Hình 4.3: Đồ thị sinh khối khô các bộ phận của cây dà quánh 52

Hình 4.4: Tỉ lệ % lượng CO2 hấp thụ trong các bộ phận cây cá thể dà quánh 62

Hình 4.5: Đồ thị tương quan giữa khả năng hấp thụ CO2 cây cá thể với D1,3 66

Hình 4.6: Bảng tra sinh khối tươi, khô và khả năng hấp thụ CO2 75

sự tăng lên của nồng độ khí nhà kính Các nhà nghiên cứu trên Thế giới đang lo ngại rằng sự gia tăng các khí gây hiệu ứng nhà kính, đặc biệt là khí CO2, sẽ gây nên những biến đổi bất thường của khí hậu Theo ước tính của IPCC, các-bon-níc (CO2) chiếm tới 60 % nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu, nồng độ CO2 trong khí quyển đã tăng 28 % từ 288 ppm lên 366 ppm trong giai đoạn 1850 - 1998 Giai đoạn hiện nay, nồng độ khí CO2 tăng khoảng 10 % trong chu kỳ 20 năm (Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006)

Rừng là tài nguyên thiên nhiên quan trọng, có vai trò điều tiết khí hậu, hấp thụ khí CO2 cung cấp oxi thì ngày càng suy giảm về số lượng cũng như chất lượng do đốt, phá rừng để phục vụ các nhu cầu khác của con người

Bên cạnh đó, các hoạt động của con người như sử dụng nhiên liệu hóa thạch,

sử dụng trang thiết bị hiện đại phục vụ nhu cầu cuộc sống (tủ lạnh, máy điều hoà nhiệt độ …) sản xuất xi măng, sản xuất dầu mỏ, chuyển mục đích sử dụng đất để phát triển công nghiệp, phát triển giao thông vận tải… đã làm tăng thêm các chất khí gây hiệu ứng nhà kính trong khí quyển dẫn đến sự nóng lên toàn cầu

Trên thực tế khả năng hấp thụ CO2 phụ thuộc vào kiểu rừng, trạng thái rừng, loài cây Điều quan tâm hiện nay là làm thế nào để ước lượng, dự báo khả năng hấp thụ CO2 của rừng để làm cơ sở chi trả dịch vụ môi trường Vấn đề này chưa được nghiên cứu nhiều ở Việt Nam, do đây là hướng nghiên cứu mới và tốn kém kinh phí Đặc biệt trong giai đoạn hiện nay, khi mà diện tích rừng trồng cũng như rừng tự nhiên phục hồi ngày càng gia tăng trong đó có rừng ngập mặn thì việc lượng hoá giá trị của rừng bao gồm cả giá trị về mặt môi trường để khuyến khích mọi thành phần kinh tế đầu tư trồng và bảo vệ rừng là điều rất cần thiết Định lượng, đánh giá khả năng hấp thụ CO2 của cây rừng là một thông tin quan trọng đối với các nhà quản lý, kinh doanh rừng cũng như đối với những nhà hoạch định chính sách quan tâm đến

cơ chế phát triển sạch (CDM), thị trường carbon, giảm thiểu khí nhà kính qua việc hạn chế chặt phá rừng và suy thoái rừng (REDD)

Rừng ngập mặn là hệ sinh thái đặc biệt phân bố vùng ven biển nhiệt đới và cận nhiệt đới Hệ sinh thái rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng đối với cuộc sống của người dân vùng ven biển như bảo vệ đất chống xói lở, tạo điều kiện để bồi lắng phù sa, giảm nhẹ tác động của thiên tai, lũ lụt, cung cấp gỗ, củi, lâm sản ngoài gỗ… Ngoài ra, rừng ngập mặn còn là phòng thí nghiệm sống cho nghiên cứu khoa học, điểm tham quan, du lịch, nghỉ ngơi của mọi người

Sinh khối và năng suất của rừng ngập mặn không những có ý nghĩa to lớn về giá trị khoa học, kinh tế đối với con người, giá trị sử dụng đối với sinh vật mà còn

có vai trò rất quan trọng trong quá trình biến đổi sinh học của hệ sinh thái đó là quá trình phân hủy, tích lũy xác thực vật trên sàn rừng góp phần giảm hiệu ứng nhà kính Đặc biệt hiện tượng nóng lên của trái đất có liên quan đến vấn đề tích tụ carbon trong sinh khối cây rừng Bằng quá trình quang hợp, thực vật màu xanh đã hấp thụ một lượng CO2 khá lớn và trả lại môi trường khí ôxy Quá trình quang hợp của thực vật là hoạt động không thể thiếu của chu trình carbon, là cơ sở của sự sống trên trái đất Vai trò hấp thụ khí CO2 điều hoà khí ôxy trong khí quyển của rừng ngập mặn đã được thừa nhận Ngày nay, các nhà khoa học có thể định lượng được khả năng hấp thụ CO2 của rừng thông qua việc nghiên cứu sinh khối, qua đó cũng

góp phần tính toán giá trị kinh tế của rừng ngập mặn

Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ được UNESCO công nhận ngày 21 tháng 1 năm 2000, là Khu Dự trữ sinh quyển đầu tiên tại Việt Nam, có vị trí nằm tiếp giáp phía Đông Nam thành phố Hồ Chí Minh với tổng diện tích 71.361

ha, trong đó diện tích rừng và đất lâm nghiệp là 37.162,53 ha, bao gồm 19.448,46

ha rừng trồng, 11.043,06 ha rừng tự nhiên và 6.671 ha đất khác Trong hơn 11.000

ha rừng tự nhiên thì diện tích rừng dà quánh là 316,60 ha với những quần thể sinh trưởng phát triển tốt, ít sâu bệnh, khả năng chống xói lở rất cao do tán lá dày, hệ rễ rất phát triển, khả năng tái sinh mạnh, mật độ rừng tương đối cao Dà quánh phát triển tốt trên dạng đất bùn chặt, ngập bởi triều trung bình đến triều cao Những đặc điểm trên của dà quánh phù hợp với việc xúc tiến tái sinh tự nhiên ở vùng đất trống chỉ ngập bởi triều cao hoặc đất sản xuất muối bỏ hoang với diện tích tương đối lớn tại rừng ngập mặn Cần Giờ hiện nay nhằm nâng cao độ che phủ của rừng nhưng giảm thấp nhất chi phí đầu tư tái tạo rừng Đối với những khu vực khó có khả năng tái sinh tự nhiên mà các loài cây trồng khác không phù hợp thì diện tích rừng dà quánh tự nhiên tại rừng ngập mặn Cần Giờ cũng cung cấp đủ nguồn giống để trồng rừng

Đối với loài dà quánh tự nhiên tại rừng ngập mặn Cần Giờ, các nghiên cứu trước đây chỉ khái quát về sự phân bố, mô tả hình thái, chưa có công trình nào nghiên cứu đến sinh khối, tích tụ carbon trong sinh khối cũng như định lượng khả năng hấp thụ CO2 của rừng Vì vậy, việc nghiên cứu định lượng khả năng hấp thụ

CO2 rừng dà quánh tại Cần Giờ là cần thiết, giúp chúng ta hiểu biết hơn vai trò của

hệ sinh thái rừng ngập mặn, làm cơ sở tính phí chi trả dịch vụ môi trường, giúp bảo

vệ và phát triển bền vững rừng ngập mặn cũng như góp phần vào việc tính giá trị kinh tế của rừng ngập mặn Cần Giờ Đáp ứng yêu cầu trên chúng tôi tiến hành

nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO 2 của quần thể dà quánh

(Ceriops decandra Dong Hill) tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập

mặn Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Tính toán khả năng hấp thụ CO2 trên mặt đất của cá thể và quần thể dà quánh

(Ceriops decandra Dong Hill) tự nhiên tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn

Cần Giờ

- Lượng giá năng lực hấp thụ CO2 của rừng dà quánh làm cơ sở cho việc chi trả phí môi trường

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu là các quần thể dà quánh tự nhiên phân bố ở tiểu khu 10,

11, 12,13, 17 và 21 thuộc Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ Ngoài ra

đề tài chỉ tập trung nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 trên mặt đất của loài cây trên Không nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của bộ phận cây chết, phần do côn trùng sâu bọ lấy đi, hoa, quả, rễ trên và dưới mặt đất

Chương 2

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1 Nghiên cứu về sinh khối

Sinh khối được xác định là tất cả chất hữu cơ ở dạng sống và chết (còn ở trên cây) ở trên hoặc ở dưới mặt đất (Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006)

Năng suất rừng thể hiện qua sinh khối của rừng, năng suất rừng phụ thuộc vào biện pháp kinh doanh rừng và môi trường Vì vậy, để tăng năng suất rừng thì phải chọn biện pháp kinh doanh phù hợp nhằm làm tăng sinh khối của cây cá thể và của cả lâm phần Nghiên cứu sinh khối là nền tảng cơ bản để tính các giá trị khác của rừng như tính lượng carbon tích lũy, khả năng hấp thụ CO2 của rừng

Sinh khối là quá trình sinh tổng hợp vật chất hữu cơ trong cây, bao gồm tổng trọng lượng của các bộ phận như: thân, cành, lá, hoa, quả, rễ ở trên và dưới mặt đất Sinh khối là tổng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm và được tính bằng tấn/ha theo trọng lượng khô (Võ Thị Bích Liễu, 2007)

Qua nhiều nghiên cứu về sinh khối, năng suất và sản lượng rừng, các tác giả cho thấy: sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối, năng suất cây cá thể phụ thuộc chặt chẽ vào đường kính và chiều cao (D, H) Còn quần thể rừng thì phụ thuộc vào chiều cao, đường kính, mật độ, tuổi rừng (H, D, N, A) Vì vậy, ba chỉ tiêu sinh trưởng, tăng trưởng và sinh khối có quan hệ mật thiết với nhau

Tuy nhiên, thực tế cho thấy, sinh khối của cây rừng lại phụ thuộc vào hai yếu

tố chính: biện pháp tác động và môi trường Tùy vào mục tiêu kinh doanh rừng khác nhau mà con người chọn lựa biện pháp tác động vào rừng phù hợp với môi trường sống của cây và đảm bảo hiệu năng xây dựng khu rừng ban đầu là rừng phòng hộ, rừng sản xuất hoặc rừng đặc dụng

Thực vật có khả năng hấp thụ CO2, được tích lũy ở dạng carbon trong sinh khối Hệ sinh thái rừng được xem là bể hấp thụ CO2 lớn nhất trong các hệ thực vật sống trên hành tinh Vì vậy, nghiên cứu sinh khối cây rừng là cần thiết, đây là cơ sở xác định lượng CO2 mà quần thể cây rừng hấp thụ, là một thông tin quan trọng giúp các nhà quản lý đánh giá chất lượng cũng như hiệu quả của rừng, hoạch định chính sách kinh doanh rừng đảm bảo hiệu quả, tham gia thị trường carbon, chương trình giảm thiểu khí nhà kính qua việc hạn chế chặt phá rừng và suy thoái rừng của Liên Hiệp Quốc, làm cơ sở cho chi trả dịch vụ môi trường

2.1.1 Nghiên cứu về sinh khối trên thế giới

Trong lâm nghiệp, nghiên cứu sinh khối của rừng được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm Từ thập niên 80 đến nay nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn bắt đầu được hướng đến như là một điểm nhấn mới trong nghiên cứu sinh khối rừng trên thế giới Ngoài giá trị khoa học, kinh tế đối với con người, sinh khối của rừng ngập mặn còn rất quan trọng trong quá trình biến đổi sinh học của hệ sinh thái như quá trình phân hủy, tích lũy xác thực vật trên sàn rừng Có thể kể đến một số tác giả điển hình trong nghiên cứu năng suất sơ cấp của rừng ngập mặn như Nye (1901) nghiên cứu ở Ghana; Heald (1971) ở Florida; Golley và cộng tác viên (1975)

ở Panama; Christensen (1978) tại Phuket Tháiland; Gong và cộng tác viên (1983) tại Matang Malaysia; Duke và cộng tác viên (1981) (dẫn bởi Viên Ngọc Nam, 2003) đã nghiên cứu lượng vật rụng của một số loài cây rừng ngập mặn trong đó có Mấm biển tại vùng Đông - Bắc Australia

Theo Ong và cộng tác viên (1983) “Cẩm nang các phương pháp nghiên cứu năng suất hệ sinh thái rừng ngập mặn” (biên soạn cho Dự án vùng Châu Á UNDP/UNESCO RAS/79/002/011/13) thì việc tính toán sinh khối cây rừng trên mặt đất thường được tính gián tiếp bằng cách xây dựng phương trình tương quan giữa D1,3 với sinh khối khô các bộ phận của cây (Viên Ngọc Nam, 2003)

Theo Clough và Scott (1989) thuộc Viện Khoa học Biển của Úc (AIMS) những ước lượng về sinh khối và tỷ lệ phát triển của rừng ngập mặn là vấn đề cơ bản cho việc ước lượng tổng năng suất sơ cấp thuần (NPP)

Ross và cộng tác viên (1998) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất trên mặt đất của các quần thể rừng ngập mặn ở vườn Quốc gia Biscayne, Florida (USA) từ sau cơn bão Andrew xảy ra năm 1992, kết quả phân tích cho thấy: cấu trúc tự nhiên của quần thể giữ vai trò quan trọng trong việc chống bão của hệ thống rừng ngập mặn, đặc biệt kích thước và sự phân bố của các bộ phận cấu thành sinh khối

Christensen (1997) nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp của rừng đước tại đảo Phuket thuộc vùng biển Tây (Thái Lan) tính được: tổng sinh khối khô trên mặt đất của rừng đước tuổi 15 là 159 tấn/ha Tổng năng suất sinh khối khô đạt khoảng 27 tấn/ha/năm Lượng tăng trưởng hàng năm khoảng 20 tấn/ha/năm cho tất

cả các bộ phận của cây Tác giả so sánh lượng vật rụng của rừng ngập mặn với rừng mưa nhiệt đới và kết luận: rừng ngập mặn có tuổi nhỏ, sinh trưởng nhanh nên có lượng vật rụng cao hơn rừng mưa nhiệt đới

Komiyama và cộng sự (2007) đã kiểm tra sinh trưởng, sinh khối

và năng suất rừng ngập mặn qua 72 bài báo của các tác giả đã công bố để làm sáng

tỏ vấn đề phân bố sinh khối trong cây và năng suất của cây rừng ngập mặn trên các quốc gia khác nhau Kết quả tính được sinh khối trên mặt đất rừng ngập mặn ở

Malaysia với loài ưu thế là đước đôi (Rhizophora apiculata) lớn nhất (460 tấn/ha)

và rừng ngập mặn ở Florida (Mỹ) với loài ưu thế là đước đỏ (Rhizophora mangle) thấp nhất (7,9 tấn/ha) trong tất cả các vùng nghiên cứu Tác giả cho rằng sinh khối

rừng ngập mặn có quan hệ với tuổi, loài ưu thế và lập địa Trong giai đoạn rừng non, sinh khối trên mặt đất vùng ven bờ biển của rừng ngập mặn thấp và tăng dần khi vào sâu trong lục địa Tính trên toàn cầu, rừng ngập mặn ở vùng nhiệt đới có sinh khối trên mặt đất cao hơn rất nhiều so với vùng ôn đới

Nhìn chung những nghiên cứu về sinh khối cây rừng ngập mặn đã được thực hiện ở các khu vực khác nhau trên thế giới cho thấy có sự khác nhau tùy thuộc vào

vị trí, loài cây, bộ phận của cây, cấu trúc rừng, các tác giả sử dụng mô hình toán để tính sinh khối cây cá thể cây cũng như của quần thể

2.1.2 Nghiên cứu về sinh khối ở Việt Nam

Ở Việt Nam, nghiên cứu sinh khối rừng được rất nhiều nhà khoa học quan tâm, trong đó có rất nhiều tác giả nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn Một số nghiên cứu điển hình như:

Phạm Hồng Chương (1972) bằng phương pháp lập ô tiêu chuẩn có diện tích

100 m2, đã tính được sinh khối một số loài cây tại khu rừng sát Chí Linh - Vũng

Tàu với tổng sinh khối là 49,63 tấn/ha, Ceriops spp là 11,26 tấn/ha, Rhizophora

apiculata là 18,73 tấn/ha, Avicennia officinalis là 11,2 tấn/ha (dẫn bởi Viên Ngọc

Nam, 1998)

Trần Văn Ba (1984) đã nghiên cứu và tính được sinh khối của ba loại rừng

mắm tại Cà Mau theo thứ tự: Avicennia alba là 37,66 tấn/ha, Avicennia lanata 72,79 tấn/ha và Avicennia officinalis là 99,53 tấn/ha

Nguyễn Hoàng Trí (1986) nghiên cứu sinh khối và năng suất quần thể đước

đôi (Rhizophora apiculata BL.) tại Cà Mau – tỉnh Minh Hải cho biết: sinh khối của

loại rừng nhân tạo là 3,3846 tấn/ha, rừng tự nhiên là 1,4004 tấn/ha Phân bố sinh khối theo chiều thẳng đứng của các bộ phận trên mặt đất trong quần thể đước đôi là giảm dần từ gốc đến ngọn Kết quả nghiên cứu của tác giả không đề cập đến vấn đề tuổi của rừng trồng có ảnh hưởng đến sinh khối quần thể như thế nào

Nguyễn Đức Tuấn (1995) nghiên cứu tăng trưởng và sinh khối của

rừng đâng (Rhizophora stylosa) và rừng đước (Rhizophora apiculata) trồng

ở Hà Tĩnh và Cần Giờ Tp Hồ Chí Minh Tác giả sử dụng ô tiêu chuẩn có diện tích

100 m2 (10 m x 10 m), bố trí tuyến điều tra tính từ mép nước của hệ thống sông rạch vào sâu trong rừng, đo đếm các chỉ tiêu đường kính, chiều cao, chọn cây mẫu chặt

hạ để xác định trọng lượng tươi từng bộ phận, sau đó lấy mẫu về sấy khô ở nhiệt độ

800C trong 4 ngày đến khi trọng lượng không đổi để xác định trọng lượng khô Tác giả đã đánh giá sinh khối, cấu trúc sinh khối thực vật theo chiều thẳng đứng và theo tuổi, đưa ra nhận định: ở tuổi 2, rừng đước sinh trưởng trên nền đất mềm có tổng sinh khối lớn gấp 2 lần rừng đước sinh trưởng trên nền đất cao, bùn cứng; Sinh khối các bộ phận tương ứng cũng cao hơn từ 1,5 lần tới hơn 3 lần (thân = 1,6 lần; cành =

1,94 lần; lá = 3 lần; rễ chống = 3,3 lần và rễ dưới đất = 2,5 lần) Tương tự, rừng đâng sinh trưởng trên nền đất bùn, sét mềm, ít cát có tổng sinh khối lớn gấp 2 lần so với đất ít dinh dưỡng, có nhiều cát; Sinh khối các bộ phận tương ứng cao hơn từ 1,5 lần đến hơn 3 lần (thân = 2,5 lần; cành = 1,7 lần; lá = 1,4 lần; rễ chống = 2,2 lần và

Viên Ngọc Nam (1998) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp rừng

đước (Rhizophora apiculata) trồng tại Cần Giờ bao gồm lượng rơi, phân hủy, dinh

dưỡng và các chất dinh dưỡng trả lại đất sau các lần tỉa thưa Trên cơ sở phương pháp của Ong và cộng sự (1983), tác giả sử dụng ô tiêu chuẩn diện tích 100 m2 (10

m x 10 m) ), hạ cây ngã để thu thập số liệu tính sinh khối rừng đước tại Cần Giờ Kết quả tính được: sinh khối rừng đước có lượng tăng từ 5,93 - 12,44 tấn/ha/năm, lượng tăng đường kính 0,46 - 0,81 cm/năm, trữ lượng thảm mục tích lũy trên sàn rừng 3,4 - 12,46 tấn/ha Tổng sinh khối khô rừng đước ở tuổi 4, 8, 12, 16 và 21 theo thứ tự là 16,24 tấn/ha; 89,01 tấn/ha; 118,21 tấn/ha; 138,98 tấn/ha và 139,98 tấn khô/ha

Viên Ngọc Nam (2003) đã nghiên cứu sinh khối và năng suất sơ cấp quần

thể mấm trắng (Avicennia alba BL.) tự nhiên tại Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh

Tác giả bố trí 4 tuyến điều tra theo hướng từ ngoài sông vào đất liền, từ ngoài biển vào trong rừng tại Tiểu khu 17 Mỗi tuyến bố trí 5 ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m2(10 m x 10 m), mỗi ô tiêu chuẩn chia thành 4 ô có diện tích 25 m2 (5 m x 5 m) và đo tất cả các cây có D1,3 > 3 m trong ô Đề tài đã chặt 28 cây có D1,3 từ nhỏ đến lớn,

phân theo các bộ phận và cân trọng lượng tươi Kết quả tính được tổng sinh khối, lượng tăng trưởng sinh khối, năng suất vật rụng cũng như năng suất thuần của quần thể mấm trắng tự nhiên tại Cần Giờ Tác giả mô tả mối tương quan giữa sinh khối các bộ phận cây mấm trắng với đường kính tại vị trí 1,3 m bằng dạng phương trình logW = a + b.log(D1.3) và đã lập được bảng tra sinh khối cây cá thể loài mấm trắng

Võ Thị Bích Liễu (2007) nghiên cứu sinh khối quần thể dà vôi (Ceriops tagal

C B Rob) trồng tại Khu Dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ Tác giả sử dụng phương pháp thu thập số liệu qua ô đo đếm và chặt cây tiêu chuẩn để tính sinh khối cho đối tượng nghiên cứu Đề tài đã lập 43 ô đo đếm có diện tích 100 m2 (10 m

x 10 m), chặt 37 cây tiêu chuẩn có D1,3 từ nhỏ đến lớn, phân theo các bộ phận và cân trọng lượng tươi Kết quả tính được tổng sinh khối, sinh khối các bộ phận của quần thể dà vôi trồng theo tuổi 10, 12 và 14 tại Cần Giờ Tác giả cũng sử dụng dạng phương trình logW = a + b.log(D1.3) để lập bảng tra sinh khối cây cá thể tươi và khô Phương trình sinh khối tươi và khô lập được là:

Tổng tươi: logWtt = 0,471735 + 0,1508.logD1,3

Tổng khô: logWtk = 0,194309 + 0,152893.logD1,3

Ngoài ra tác giả cũng xây dựng phương trình tính sinh khối của quần thể Dà vôi thông qua phương trình sau:

logWtkqt = 2,85641 + 1,07695.logHvn - 0,332975.logN

Wtkqt : Tổng sinh khối khô của quần thể

N : mật độ cây Hvn : chiều cao vút ngọn Ngoài những nghiên cứu về sinh khối rừng ngập mặn thì ở Việt Nam có rất nhiều công trình nghiên cứu sinh khối cho đối tượng rừng lá rộng thường xanh mưa

ẩm nhiệt đới Điển hình như:

Vũ Văn Thông (1998) nghiên cứu cơ sở xác định sinh khối cây cá lẻ và

lâm phần keo lá tràm (Acacia auriculiformis Cunn) tại tỉnh Thái Nguyên Đề tài đã

lập 40 ô tiêu chuẩn điển hình tạm thời, diện tích mỗi ô là 500 m2, đo đếm chỉ tiêu

D1,3, Hvn và DT Trên mỗi ô chặt 3 cây tiêu chuẩn đại diện 3 cấp kính có số cây

bằng nhau để cân sinh khối thân, cành lá Riêng bộ phận thân chia làm 5 đoạn có chiều dài tương đối bằng nhau Tác giả đã xây dựng được một số mô hình dự đoán sinh khối cây cá lẻ bằng phương pháp sử dụng số cây tiêu chuẩn Theo tác giả, dạng hàm W = a + b.D1,3 và lnW = a + b.lnD1,3 mô tả tốt nhất quan hệ giữa sinh khối các

bộ phận của cây với chỉ tiêu đường kính tại vị trí 1,3 m Kết cấu sinh khối tươi các

bộ phận trên mặt đất của cây cá lẻ loài keo lá tràm tại Thái Nguyên gồm thân, cành

và lá có tỉ lệ lần lượt là 64%, 14% và 22% Kết cấu sinh khối tươi các bộ phận thân, cành và lá trên mặt đất của lâm phần lần lượt là 63,13 %, 16,04 % và 20,83 %

Trương Văn Vinh (2008) nghiên cứu đánh giá sinh khối và năng suất sơ cấp

của rừng neem (Azadirachta indica A JUSS) trồng tại huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh

Thuận Đối với cây cá thể, tác giả xây dựng tương quan giữa sinh khối với nhấn tố đường kính tại vị trí 1,3 m Đối với lâm phần, xây dựng tương quan giữa sinh khối với nhân tố tuổi rừng (A) Theo tác giả, dạng hàm Schumacher và Meyer mô tả tốt nhất mối quan hệ nêu trên

Phạm Tuấn Anh (2007) nghiên cứu dự báo năng lực hấp thụ CO2 của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại huyện Tuy Đức, tỉnh Đăk Nông Tác giả

sử dụng dạng hàm mũ để mô phỏng quan hệ giữa sinh khối tươi với đường kính thân cây và sinh khối khô với sinh khối tươi của cây rừng:

SK(Tươi) = 0,2610 * D2,3955SK(Khô) = 0,454 * SK(Tươi)1,032 Với R2 > 0,97 cho cả 2 phương trình Tóm lại, nghiên cứu về sinh khối của các tác giả nêu trên đều xây dựng được các mô hình tương quan giữa sinh khối với đường kính tại vị trí 1,3 m là chỉ tiêu dễ

đo đếm xác định, tương quan giữa sinh khối tươi với sinh khối khô… Tất cả các phương trình sinh khối xây dựng được đều có dạng hàm logarit 1 hoặc 2 chiều Đến thời điểm hiện nay, vấn đề nghiên cứu sinh khối trên mặt đất thường được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu ở Việt Nam Những nghiên cứu sinh khối dưới mặt đất do hạn chế về kinh phí nên ít được thực hiện

2.2 Nghiên cứu về tích lũy carbon, hấp thụ CO 2

2.2.1 Biến động CO 2 trong khí quyển

Theo báo cáo mới nhất của các nhà khoa học tại trạm quan sát Mauna Loa ở Hawaii (Mỹ), lượng khí CO2 trong khí quyển đã ở mức 387 ppm tăng gần 40 % so với thời Cách mạng công nghiệp và đạt đến mức cao nhất trong vòng 650.000 năm trở lại đây Tốc độ gia tăng khí CO2 trung bình trong năm 2007 là 2,14 ppm Đây là năm thứ 4 tốc độ tăng khí CO2 lớn hơn 2 ppm Từ năm 1970 đến 2000, mức độ tăng chỉ khoảng 1,5 ppm/năm nhưng từ năm 2000 trở đi, tốc độ tăng trung bình hàng năm đã lên đến 2,1 ppm Những con số trên cho thấy Trái đất đang mất dần khả năng hấp thụ tự nhiên hàng tỉ tấn CO2 mỗi năm Rừng và đại dương không thể hấp thụ một nửa số lượng khí CO2 thải ra hàng năm trong tương lai Yêu cầu cắt giảm hơn nữa khí thải gây hiệu ứng nhà kính càng đặt ra bức thiết hơn bao giờ hết Một nghiên cứu năm 2007 cho thấy khí thải tăng trong thời gian gần đây xuất phát từ 3 nguyên nhân: nền kinh tế Thế giới tăng trưởng cao, việc sử dụng năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ nhiều hơn trong khi khả năng hấp thụ khí CO2 của rừng, biển và đất giảm (Tố Uyên, 2008)

Tuy nhiên, theo kết luận của các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Berne

- Thụy Sĩ công bố trên tạp chí khoa học Nature ngày 19/5/2008 cho biết nồng độ khí

CO2 trong khí quyển hiện ở mức cao nhất trong 800.000 năm qua Bằng phương pháp khoan sâu tới 3.270 m ở vùng Nam cực và phân tích các bóng khí nằm trong các lớp băng tuyết ở độ sâu vài kilomet, các nhà khoa học lần đầu tiên đã có thể tìm hiểu về lịch sử biến đổi khí hậu hàng trăm nghìn năm trước và đi đến kết luận nồng

độ CO2 trong khí quyển hiện nay ở mức cao nhất trong 800.000 năm qua Các dữ liệu đã chứng minh tương quan giữa nồng độ khí CO2 và hiện tượng tăng nhiệt độ trên Trái đất Theo kết quả nghiên cứu, nhiệt độ Trái đất đã ở mức cao nhất vào thời

kỳ cách đây 320.000 năm, khi mà nhiệt độ tại Nam cực nóng hơn 3 - 5 độ C so với ngày nay và nồng độ CO2 trong khí quyển khi đó có tỷ lệ 320 ppm so với 380 ppm hiện nay Các nhà khoa học cũng cho biết thời kỳ nóng lên trước kia trải dài qua nhiều thế kỷ khiến người ta có cảm giác khí hậu ổn định, trong khi khoảng 150 năm gần đây, Trái đất nóng lên rất nhanh do hiện tượng hiệu ứng nhà kính Cũng theo

các nhà khoa học, 667.000 năm trước CO2 có nồng độ thấp nhất trong khí quyển (khoảng 172 ppm), khi đó đại dương có thể hấp thụ lượng khí CO2 tốt hơn hiện nay (Thông tấn xã Việt Nam, ngày 19/5/2008)

Sự tăng cao hàm lượng khí CO2 trong khí quyển dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, thiên tai lũ lụt xảy ra thường xuyên … đe dọa đến sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái đất

Theo Phạm Tuấn Anh (2007) thì đại dương và thảm thực vật là hai vị cứu tinh có khả năng hấp thụ một khối lượng rất lớn khí CO2 mà con người đã phát thải vào không khí Trước đây các nhà khoa học cho rằng một nửa khối lượng CO2 tích

tụ trong không khí, phần còn lại do đại dương và cây xanh hấp thụ Ngày nay, các

đo lường của các nhà khoa học cho thấy thảm thực vật đã thu giữ trữ lượng CO2 lớn hơn một nửa khối lượng chất khí đó sinh ra từ sự đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch trên Thế giới Từ nguồn nguyên liệu carbon này hàng năm thảm thực vật trên Trái đất đã tạo ra được 150 tỷ tấn vật chất khô thực vật

Từ những nhận định trên cho thấy vai trò quan trọng của cây xanh là hấp thụ

CO2 thải oxy cung cấp sự sống đối với mọi sinh vật trên trái đất Như vậy, trồng nhiều cây xanh sẽ làm giảm lượng khí CO2 trong khí quyển và phá rừng sẽ làm tăng lượng CO2 phát thải vào không khí

Theo Phạm Tuấn Anh (2007), một số nguyên nhân chính gây nên biến động

CO2 trong không khí gồm:

- Các nhà máy công nghiệp và các hoạt động khác của con người trên toàn cầu đã đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt hơn 10 tỷ tấn quy ra than đá trong một năm là nguyên nhân tăng hàm lượng CO2 trong khí quyển

- Từ những nghiên cứu của mình, Viện tài nguyên thế giới (World Ressousces Institute) cho rằng xã hội loài người từ năm 1860 – 1949 đã thải vào khí quyển khoảng 51 tỷ tấn carbon dưới dạng CO2 thông qua hình thức duy nhất là sử dụng các nguyên liệu hóa thạch Sau đó nhịp độ thải khí CO2 gia tăng và đạt tới 130

tỷ tấn bổ sung từ năm 1950 đến 1987 Nếu người ta cộng thêm vào đó khối lượng khí CO2 phát thải do việc đốt phá rừng từ năm 1860 thì đến năm 1987 khối lượng khí carbon thải vào khí quyển đạt tới tổng số 241 tỷ tấn chỉ trong vòng hơn một thế kỷ

- Các số liệu được đưa ra bởi các cơ quan nghiên cứu của các nước khác nhau, dù được diễn đạt dưới những hình thức và kết quả khác nhau đều khẳng định

sự gia tăng hàm lượng khí CO2 trong khí quyển là một điều xác thực Hiện nay, người ta ước tính việc đốt nhiên liệu hóa thạch đã phát thải vào khí quyển khoảng 5,5 tỷ tấn CO2 mỗi năm

Tỷ lệ phát thải CO2 trên toàn cầu đến năm 1991 được thống kê như sau:

Bảng 2.1: Sự phân bố phát thải CO2 trên toàn cầu vào khí quyển

(Nguồn: Phạm Tuấn Anh, 2007) STT Quốc gia/Vùng lãnh thổ Tỷ lệ % phát thải CO2

Tổng lượng phát thải CO2 toàn cầu 100

Bảng 2.1 cho thấy, các nước có nền công nghiệp phát triển thì đứng đầu trong việc phát thải CO2 vào khí quyển Mỹ và Canada là những nước có nền công nghiệp nặng phát triển nhất thế giới, các quốc gia này tiêu thụ gần 40 % năng lượng hóa thạch của thế giới nên đứng đầu về việc gây ô nhiễm không khí bởi CO2 và các loại khí thải khác Kế đến là các quốc gia công nghiệp phương Tây gồm Liên Xô, Đông Âu và Tây Âu phát thải ra khí quyển 42 % lượng CO2 toàn cầu

2.2.2 Nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO 2 trên thế giới

2.2.2.1 Các phương pháp nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO 2

Theo các nghiên cứu của nhiều tác giả trên thế giới, để tính được khả năng tích lũy carbon hoặc hấp thụ CO2 của thực vật thì phương pháp được các nhà khoa học sử dụng thường xuyên nhất là tính thông qua sinh khối của chúng vì đây là phương pháp đơn giản, dễ áp dụng tuy nhiên tốn kém nhiều kinh phí khi thực hiện

Theo Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung (2006) hiện có nhiều phương pháp tính toán sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của lớp thực vật trên mặt đất, có thể

kể đến một số phương pháp được các tác giả sử dụng như Brown, 1997; MacDicKen và cộng sự, 1997; Snowdon và cộng sự, 2000; Snowdon và cộng sự,

2002 Các phương pháp cụ thể như sau:

- Phương pháp dựa trên mật độ sinh khối của rừng

Tổng lượng sinh khối trên bề mặt đất được tính bằng cách nhân diện tích của một lâm phần với mật độ sinh khối tương ứng (thông thường là trọng lượng của sinh khối trên mặt đất/ha) Carbon tích lũy thường được tính bằng cách nhân sinh khối khô với hệ số chuyển đổi cố định là 0,5 Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc vào việc chọn hệ số chuyển đổi Phương pháp này cho sai số tương đối lớn nên chỉ sử dụng trong điều tra nhanh sinh khối rừng trên phạm vi toàn quốc

- Phương pháp dựa trên điều tra rừng thông thường

Đo đếm trực tiếp theo cách truyền thống trên một số lượng ô tiêu chuẩn đủ lớn của các đối tượng rừng khác nhau để tính sinh khối cũng như tích lũy carbon của rừng Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém

- Phương pháp dựa trên điều tra thể tích

Phương pháp này sử dụng hệ số chuyển đổi để tính tổng sinh khối trên mặt đất từ sinh khối thân cây Nội dung cơ bản của phương 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 carbon bằng cách nhân với tỷ trọng gỗ và hàm lượng carbon trong gỗ

3 Tính tổng sinh khối trên mặt đất bằng cách nhân với hệ số chuyển đổi sinh khối (tỷ lệ giữa tổng sinh khối/sinh khối thân)

Để tính sinh khối và carbon, nhiều tác giả trên thế giới sử dụng phương pháp

hệ số chuyển đổi sinh khối – carbon, áp dụng cho nhiều loại rừng trong đó có rừng

tự nhiên nhiệt đới, có thể kể đến một số tác giả như Brown và Lugo, 1984; Gifford, 1992; Grierson và cộng sự, 1992; Schroeder, 1992; Brown, 1996, 1997; Gifford,

2000 (IPCC, 2000, 2003) Theo IPCC (2000), phương pháp này có sai số lớn nếu sử

dụng tỷ lệ mặc định, vì vậy cần thiết phải xác định hệ số chuyển đổi cho từng loại rừng, từng địa phương cụ thể

- Phương pháp dựa trên các nhân tố điều tra lâm phần như sinh khối, tổng tiết diện ngang, mật độ, tuổi, chiều cao tầng trội, có thể là các yếu tố khí hậu, đất đai có mối liên hệ với nhau và được mô phỏng bằng phương trình quan hệ Các phương trình này được sử dụng để xác định sinh khối và tích lũy carbon cho lâm phần

Theo phương pháp này, phương trình dạng đường thẳng được sử dụng để dự đoán sinh khối từ các phép đo đếm cây cá lẻ đơn giản:

0 và b

i là hệ số tự do

Hạn chế 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 Nhân tố dễ đo đếm như tổng tiết diện ngang, mật độ nên đảm bảo độ chính xác, tuổi rừng có thể xác định ở những lâm phần được quản lý tốt hoặc ước lượng từ chiều cao tầng trội Tuy nhiên, những giá trị này thường không được chỉ ra ở các nghiên cứu sinh khối Các biến khí hậu và tính chất đất có thể được sử dụng để xây dựng phương trình tương quan cho lâm phần, nhưng rất khó khăn khi thu thập

- Phương pháp dựa trên số liệu cây cá lẻ

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

Y (sinh khối, hấp thụ carbon) = f (nhân tố điều tra cây cá lẻ)

Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về sinh khối được thực hiện theo phương pháp này, vì thế kết hợp những thông tin có sẵn để xây dựng các mối quan

hệ tổng thể cho lâm phần từ đó xác định khả năng hấp thụ carbon của rừng là rất

quan trọng Hạn chế của phương pháp là vị trí đo ngang ngực ở mỗi quốc gia là khác nhau, chọn mẫu đo đếm một cách chủ quan nên không đại diện, số lượng mẫu cần thiết không đảm bảo (thường chỉ 4 đến 12 cây, nhưng theo Clark (1979) thì số lượng mẫu từ 20 đến 40 cây là có thể đại diện được cho tổng thể khi nghiên cứu về thể tích cũng như sinh khối của rừng)

- Phương pháp dựa trên công nghệ viễn thám và Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Với sự hỗ trợ của các phần mềm chuyên dụng và các công cụ như ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh rada, hệ thống định vị toàn cầu (GPS)… tính được lượng carbon tích lũy trong hệ sinh thái và biến đổi của chúng Phương pháp này thường được sử dụng ở phạm vi quốc gia hoặc vùng và cũng rất phù hợp cho việc kiểm tra, giám sát của các dự án sử dụng đất, chuyển đổi sử dụng đất và lâm nghiệp (LULUCF) Tuy nhiên, với dự án qui mô nhỏ (thường có ở các nước đang phát triển) diện tích đất của các chủ rừng không lớn, phương pháp này không thích hợp

vì sai số lớn và đòi hỏi các nguồn lực đầu vào như thiết bị xử lý, nhân lực trình độ cao (Phan Minh Sang, Lưu Cảnh Trung, 2006)

2.2.2.2 Các nghiên cứu về khả năng tích tụ C, hấp thụ CO 2 trên thế giới

Theo Watson (2000), các hệ sinh thái trên cạn có vai trò to lớn trong chu trình carbon của sinh quyển, lượng carbon trao đổi giữa các hệ sinh thái này với khí quyển ước tính khoảng 60 tỷ tấn/năm Các hoạt động lâm nghiệp và sự thay đổi phương thức sử dụng đất, đặc biệt là suy thoái rừng nhiệt đới là một nguyên nhân quan trọng làm tăng lượng CO2 trong khí quyển Do đó rừng nhiệt đới và sự biến đổi của nó có ý nghĩa rất lớn trong việc hạn chế biến đổi khí hậu toàn cầu Theo Schimel và cộng sự, trong chu trình carbon toàn cầu, lượng carbon lưu trữ trong thực vật thân gỗ và trong lòng đất khoảng 2,5 tỷ tấn, trong khi đó khí quyển chỉ chứa 0,8 tỷ tấn Hầu hết lượng carbon trên trái đất được tích lũy trong sinh khối cây rừng, đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới Woodwell (1973) thống kê lượng carbon tích lũy theo kiểu rừng tại bảng 2.2 (dẫn bởi Lê Bùi Thanh Thảo, 2009)

Số liệu bảng 2.2 cho thấy, lượng carbon tích lũy trong kiểu rừng mưa nhiệt đới cao nhất với 340 tỉ tấn chiếm 62,16 % tổng lượng cacbon trên lục địa, tiếp đến

là rừng phương bắc, rừng mưa nhiệt đới Đất trồng trọt có khả năng tích lũy carbon thấp nhất với 7 tỉ tấn và chỉ chiếm 1,28% lượng carbon trên toàn lục địa Điều này chứng tỏ rằng nếu con người vì lợi ích trước mắt chuyển mục đích sử dụng từ đất rừng sang đất trồng trọt thì đồng nghĩa với việc làm gia tăng lượng khí carbon trên toàn cầu và sẽ làm mất cân bằng sinh thái

Bảng 2.2: Lượng cacbon tích lũy trong các kiểu rừng (Nguồn: Lê Bùi Thanh Thảo,

2009 trích dẫn)

trung bình là 47,77% trọng lượng khô trong ba loài nghiên cứu (Rhizophora

mucronata, R apiculata, B cylindrica) Ở rừng nhiều tuổi thì lượng carbon tích tụ

nhiều hơn rừng ít tuổi, cao nhất là loài R apiculata ở tuổi 11 đạt 74,75 tấn/ha,

Rhizophora mucronata với 65,50 tấn/ha trong khi cũng tuổi đó B cylindrica chỉ có

1,47 tấn/ha, điều này được lý giải là do hai loài trên sinh trưởng tốt hơn nên sinh khối lớn hơn dẫn đến khả năng tích tụ carbon trong sinh khối lớn hơn

Trong chương trình nghiên cứu khu vực Đông Nam Á của tổ chức ICRAF (Trung tâm nghiên cứu về nông lâm kết hợp quốc tế), Hairiah và cộng tác viên (2001) xây dựng phương pháp lấy mẫu đo lường dự trữ carbon trên và dưới mặt đất Nhóm tác giả chọn phương pháp lập ô mẫu dạng ô liên kết dạng hình chữ nhật có diện tích 2.000 m2 (20 m x 100 m) đối với ô chính và diện tích 200 m2 (5 m x 40 m)

đối với ô phụ nằm trong ranh giới ô chính Các lô lấy mẫu được chọn trong một lô đất có diện tích tối thiểu 1 ha, tránh bố trí trên đường ranh lô

Hình 2.1: Thiết kế lô lấy mẫu cho các phần dự trữ C ở các cấp độ thích hợp

(Nguồn: ICRAF, 2001) Theo nhóm nghiên cứu, các lô hình chữ nhật được chọn vì chúng có xu hướng bao gồm sự không đồng nhất trong phạm vi lô nhiều hơn và như vậy sẽ mang tính đại diện lớn hơn hình vuông và hình tròn có diện tích tương tự Tổng diện tích được lấy mẫu càng lớn giá trị ước lượng càng phản ánh chính xác quần thể được nghiên cứu Thay vì lấy mẫu một diện tích lớn, kế cận nhau, tốt hơn là chia mẫu thành nhiều khu vực có diện tích nhỏ hơn, trong phạm vi khu vực nghiên cứu (được chọn ngẫu nhiên hay dựa trên một số sự phân tầng tiên nghiệm) Về phương pháp thu thập số liệu, phải tiến hành đo đếm các chỉ tiêu như đường kính thân cây (D > 30 cm đo ở ô chính có diện tích 2.000 m2; 5 cm < D< 30 cm đo ở ô phụ có diện tích 200 m2), đo đếm lượng vật rụng, than, cây bụi, rễ trên mặt đất, cây gỗ đã chết còn đứng hoặc ngã, gốc cây còn lại trong rừng Các tác giả chọn dạng phương trình thực nghiệm để mô tả mối quan hệ giữa sinh khối với đường kính thân cây là dạng hàm đa thức W = a + b.D1+ c.D2 + d.D3 hay dạng hàm lũy thừa W = a Db với tham số b thường nằm trong khoảng giữa 2 và 3

Trong dự án nghiên cứu tích lũy carbon của tổ chức Quốc tế Winrock thực hiện ở nhiều nước trên thế giới từ năm 2005 (Pearson và cộng tác viên, 2005,

Winrock International) các tác giả đã xây dựng phương pháp lập ô đo đếm nghiên cứu tích lũy carbon theo dạng ô liên kết Sơ đồ lập ô đo đếm dạng liên kết như sau:

Hình 2.2: Kích thước ô đo đếm liên kết

Hình 2.3: Kích cỡ cây đo đếm trong các ô tiêu chuẩn khác nhau

Theo phương pháp này ô liên kết có dạng hình chữ nhật diện tích 1.000 m2(20 m x 50 m) đối với ô chính và diện tích 50 m2 (5 m x 10 m) , 595 m2 (17 m x 35 m) đối với ô phụ Tiến hành đo đếm các chỉ tiêu như đường kính thân cây, chiều cao vút ngọn … theo mô hình trên Phương pháp này rất thuận lợi cho rừng nhiệt đới có

20 m x 50 m

5 m x 10 m