Xác định mối quan hệ giữa lượng cacbon tích lũy trên và dưới mặt đất của lớp thảm tươi cây bụi tại núi luốt đại học lâm nghiệp việt nam

Chính vì vây, việc nghiên cứu sinh khối và trữ lượng cacbon ở thảm câybụi của rừng sẽ cung cấp cơ sở khoa học quan trọng trong việc kiểm kê khí nhà kính và thương mại giá trị cacbon của

Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin gửi lời cảm ơn toàn thể các thầy cô giá đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy, giúp đỡ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện ở trường Đại học Lâm nghiệp

Xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Bùi Xuân Dũng đã tận tình chu đáo hướng dẫn tôi thực hiện khóa luận này

Mặc dù đã cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, nhưng

do hạn chế về mặt thời gian và kiến thức chuyên sâu nên đề tài không thể tránh được những sai sót mà bản thân chưa thấy được Kính mong được sự tham gia, đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo cùng bạn bè để khóa luận này được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn.!

Trường ĐHLN, ngày tháng năm 2016

Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Nhung

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Cơ sở lý luận 3

1.1.1 Quá trình quang hợp tổng hợp nên các chất hữu cơ ở thực vật 3

1.1.2 Nước trong gỗ 3

1.2 Nghiên cứu về sinh khối và tích lũy cacbon 4

1.2.1 Trên thế giới 4

1.2.2 Tại Việt Nam 6

1.3 Đánh giá chung về vấn đề nghiên cứu 9

PHẦN 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 11

2.1.1 Mục tiêu chung 11

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 11

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11

2.3 Nội dung nghiên cứu 11

2.4 Phương pháp nghiên cứu 12

2.4.1 Xác định đặc điểm của lớp thảm tươi, cây bụi 12

2.4.2 Xác định khả năng tích lũy cacbon của lớp thảm tươi cây bụi 17

2.4.3 Xác định mối quan hệ giữa sinh khối trên và dưới lớp thảm cây bụi 18

CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 19

3.1.1 Vị trí địa lý (hình 3.1) 19

3.1.2 Địa hình 19

3.1.3 Khí hậu, thủy văn 20

3.1.4 Đất đai và thổ nhưỡng 22

3.1.5 Thảm thực vật 23

3.2 Tình hình dân, kinh tế, xã hội 23

3.3 Tài nguyên rừng- hoạt động sử dụng đất 24

3.3.1 Hiện trạng diện tích các loại đất ở Núi Luốt 24

3.3.2 Hiện trạng sinh vật Núi Luốt 24

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26

4.1 Đặc điểm chung của lớp thảm cây bụi 26

4.1.1 Đặc điểm về phân bố và diện tích lớp thảm tươi, cây bụi tại núi Luốt 26 4.1.2 Đặc điểm sinh khối của lớp thảm cây bụi 27

4.2 Xác định khả năng tích lũy cacbon của lớp thảm cây bụi tại núi Luốt 33

4.2.1 Trữ lượng cacbon của lớp thảm tươi cây bụi tại núi Luốt 33

4.2.2 Trữ lượng CO2 hấp thụ của lớp thảm cây bụi tại núi Luốt 37

4.3 Xác định mối quan hệ giữa sinh khối trên và dưới của lớp cây bụi tại núi Luốt 38

CHƯƠNG 5 42

KẾT LUÂN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 42

5.1 Kết luận 42

5.2 Tồn tại 44

5.3 Kiến nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH LỤC CÁC TỪ NGỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT

AGB Sinh khối trên mặt đất

BGB Sinh khối dưới mặt đất

TDM Tổng sinh khối khô

TFW Tổng sinh khối tươi

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: Sinh khối của lớp thảm cây bụi tại khu vực nghiên cứu 13

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lập ODB 12

Hình 2.2 Ảnh thí nghiệm sấy mẫu ở nhiệt độ 105 – 110 độ C 16

Hình 3.1: Vị trí khu vực nghiên cứu 19

Hình 4.1 Hiện trạng đặc điểm vị trí của lớp thảm tươi cây bụi tại núi Luốt 2016 26

Hình 4.2: Hiện trạng trữ lượng cacbon lớp thảm tươi cây bụi khu vực núi Luốt 35

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Biểu 2.1: Điều tra chung 13

Biểu 2.2: Biểu điều tra sinh khối tươi 14

Bảng 3.1: Tổng hợp khí hậu khu vực nghiên cứu (theo tài liệu của trạm khí tượng Kim Bôi, Hòa Bình, 2015) 21

Bảng 4.1:Sinh khối trên mặt đất của lớp thảm cây bụi tại núi Luốt 28

Bảng 4.2:Sinh khối dưới mặt đất của lớp thảm cây bụi tại núi Luốt 31

Bảng 4.3:Trữ lượng cacbon lớp thảm cây bụi tại núi Luốt 34

Bảng 4.4: Trữ lượng cacbon trên – dưới mặt đất của một số loài cây 36

Bảng 4.5: Trữ lượng CO2 của lớp cây bụi tại núi Luốt 37

Bảng 4.6:Kết quả thử nghiệm mối liên hệ giữa các đại lượng theo 5 dạng phương trình 39

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1: Hiện trạng diện tích các vị trí lớp thảm tươi, cây bụi 27 Biểu đồ 4.2: Sinh khối tươi và sinh khối khô của cây bụi tại núi Luốt 30 Biểu đồ 4.3: Sinh khối tươi và sinh khối khô của lớp thảm tươi tại núi

Luốt 30 Biểu đồ 4.4: Sinh khối tươi và sinh khối khô của lớp VRLR tại núi Luốt 31 Biểu đồ 4.5: Sinh khối dưới mặt đất của lớp thảm cây bụi tại núi Luốt 33 Biểu đồ 4.6: Hiện trạng trữ lượng cacbon lớp thảm tươi cây bụi khu vực núi Luốt 35 Biểu đồ 4.7: Trữ lượng CO2 tại các vị trí trong tán rừng và ngoài tán

rừng của lớp thảm cây bụi 38 Biểu đồ 4.8: Tương quan giữa sinh khối tươi trên mặt đất – dưới mặt đất 39 Biểu đồ 4.9: Tương quan giữa sinh khối tươi trên mặt đất – Htb 40 Biểu đồ 4.10: Tương quan giữa sinh khối tươi dưới mặt đất – Htb 40 Biểu đồ 4.11: Tương quan giữa lượng cacbon trên – dưới mặt đất 41

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây bụi, thảm tươi là một bộ phận quan trọng của hệ sinh thái rừng Tuy là loài cây nhỏ bé, nhưng lợi ích phòng hộ của chúng lại vô cùng quan trọng Dưới tán rừng, lớp cây bụi thảm tươi đóng vai trò rất lớn trong việc phân tán nước mưa, làm giảm động năng của nó, chi phối thế năng của giọt nước trước khi rơi xuống đất rừng, làm giảm xói mòn rửa trôi đất Mặt khác, cây bụi thảm tươi còn là tấm áo giáp che chắn cho mặt đất rừng khỏi bị nóng trong mùa hè, nhờ đó giảm lượng bốc hơi bề mặt của đất rừng Ngoài chức năng phòng hộ, thông qua quá trình đồng hóa CO2, lớp thảm tươi, cây bụi cũng tích lũy một lượng sinh khối không nhỏ song song với quá trình tích lũy sinh khối của tầng cây gỗ

Tuy nhiên, việc nghiên cứu sinh khối rừng cho đến nay vẫn chưa thể có được những kết quả khái quát chung cho mọi khu rừng, mọi địa phương Nghiên cứu sinh khối của một số loại rừng còn khá ít và là nguyên nhân chính gây khó khăn trong việc xác định giá trị tiềm năng sinh học và giá trị kinh tế của rừng Mặt khác, biến đổi khí hậu, cũng như hiện tượng nóng lên của Trái đất đang lầ mối quan tâm hàng đầu của toàn xã hội Ngành lâm nghiệp đang rất quan tâm đến việc trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch (CDM – Clean development mechanism) Cây rừng trong quá trình quang hợp đã hấp thụ khí

CO2 và thải O2, ngoài việc duy trì sự sống còn giữ vững sự cân bằng lượng khí nhà kính trong khí quyển Cũng trong quá trình này, lượng CO2 sẽ được chuyển hóa thành những thành phần khác trong các bộ phận của cây rừng dưới dạng sinh khối Vì vậy, để giúp cho việc thấy được lượng CO2 mà cây hấp thụ thì hiển nhiên tính toán sinh khối Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu về sinh khối và tích lũy cacbon của thực vật đươc tiến hành khá muộn nhưng cũng thu được kết quả đáng khích lệ Tuy nhiên, thường chỉ tập trung vào cây gỗ và tầng cây cao mà quên mất lớp thảm tươi cây bụi bên dưới Vũ Tiến Phương với nghiên cứu được tiến hành tại các vùng đấtkhông có rừng ở

Ngọc Lạc tỉnh Thanh Hoá Cho thấy sinh khối tươi của thảm tươi và cây bụi biến động rất khác nhau trong các đối tượng nghiên cứu, trữ lượng cacbon của thảm tươi và cây bụi tỉ lệ thuận với sinh khối của chúng

Núi Luốt – đại học Lâm nghiệp là một nơi tương đối đa dạng về loại Biểu đồ sử dụng đất, thảm thực vật phong phú, đa dạng loài Dưới tán rừng, lớp thảm tươi cây bụi ngoài có giá trị bảo vệ rừng thì sinh khối và trữ lượng cacbon được cho là khá lớn, có tiềm năng cao trong việc hấp thụ cacbon, giảm thiểu biến đổi khí hậu

Chính vì vây, việc nghiên cứu sinh khối và trữ lượng cacbon ở thảm câybụi của rừng sẽ cung cấp cơ sở khoa học quan trọng trong việc kiểm kê khí nhà kính và thương mại giá trị cacbon của rừng nhằm bổ sung dẫn liệu về cấu trúc sinh khối và khả năng tích luỹcacbon của thảm thực vật làm cơ sở xác định lượng cacbon cơ sở trong dự án trồng rừng theo cơ chế sạch ở Việt Nam, góp phần làm phong phú thêm những hiểu biết về sinh khối của lớp thảm cây bụi

Với những lý do trên, tôi quyết định thực hiện đề tài:

“Xác định mối quan hệ giữa lượng Cacbon tích lũy trên và dưới mặt đất của lớp thảm cây bụi tại Núi Luốt - Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam”

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1 Quá trình quang hợp tổng hợp nên các chất hữu cơ ở thực vật

Quang hợp là quá trình biến đổi chất vô cơ thành chất hữa cơ của thực vật có chất diệp lục Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời Phương trình quang hợp của thực vật nói chung như sau:

6CO2+ 6H2O= C6H12O6 + 6O2

Quang hợp là quá trình mà cơ thể thực vật biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học dưới dạng các hợp chất hữu cơ Bản chất của quá trình quang hợp là sự khử khí CO2 đến hydratcacbon với sự tham gia của năng lượng ánh sáng mặt trời do sắc tố thực vật hấp thụ

Vai trò có một không hai của quang hợp là làm cho CO2 (sản phẩm cuối cùng của sự phân giải các hợp chất hữu cơ) lại được quay trở lại đi vào chu trình các chất trong tự nhiên tạo thành chất hữu cơ ban đầu Không có điều đó thì sẽ không có sự tồn tại của sự sống

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 Sinh khối được xem như một chỉ tiêu

để đánh giá sức sản xuất của thực vật và cũng là chỉ tiêu đánh giá năng suất sinh học của thực vật

Thực vật có khả năng quang hợp đã hấp thụ CO2 và thải lượng O2

tương ứng vào môi trường, đồng thời tích lũy sinh khối ở dạng Cacbon Do

đó, nghiên cứu sinh khối là cần thiết, là cơ sở xác định lượng Cacbon tích lũy,

và từ đó đánh giá được khả năng hấp thụ CO2 của thực vật

1.1.2 Nước trong gỗ

Nước trong cây sống được rễ hút từ đất, đưa lên lá để tiến hành quang hợp và thoát hơi nước, điều hòa nhiệt độ trong cây Nước trong gỗ có thể được phân thành hai loại như sau:

- Nước thấm nằm ở khe giữa các mixen xenlulo trong vách tế bào Khi sấy gỗ thì nước trong gỗ sẽ thoát ra ngoài theo thứ tự: nước tự do thoát ra trước sau đó đến nước thấm, khi nước thấm đã thoát hết ta có gỗ khô kiệt (Lê Xuân Tình, Khoa học gỗ, Nxb nông nghiệp, Hà Nội, 1998)

Vậy, muốn tính toán được lượng CO2 cây rừng hấp thụ, phải xác định được sinh khối khô Trong quá trình sống, cây luôn chứa một lượng nước nhất định trong thân, nên, để xác định chính xác lượng sinh khối khô của cây cần loại bỏ đi lượng nước đó

1.2 Nghiên cứu về sinh khối và tích lũy cacbon

1.2.1 Trên thế giới

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy cacbon được tiến hành từ khá sớm và trên nhiều loại cây khác nhau Khi nghiên cứu về khả năng tích lũy cacbon của rừng chủ yếu người ta dựa vào tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm Tùy từng tác giả với những điều kiện khác nhau mà sử dụng các phương pháp xác định sinh khối khác nhau:

- Năm 1956, P.s Roy K.G.Saxena và D.S.Kamat (Ấn Độ) đã sử dụng công nghệ của khoa học viễn thám để xác định sinh khối và cho ra đời công

trình khoa học có tên “Đánh giá sinh khối thông qua viễn thám” đã nêu tổng

quát vấn đề sản phẩm sinh khối và việc đánh giá sinh khối ảnh vệ tinh

- Năm 1963, hai nhà khoa học Aruga và Maidi đã đưa ra phương pháp

“Chlorophyll” Đó là phương pháp xác định thông qua hàm lượng chlorophyll trên một đơn vị diện tích mặt đất vì hàm lượng này là một chỉ tiêu biểu thị khả năng của hệ sinh thái hấp thụ các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp Tiếp

đó có rất nhiều công trình nghiên cứu đưa ra các công thức tính toán và phương pháp xác định bằng thực tiễn nhưng các nghiên cứu đều mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu sinh khối tươi cây đứng

- Đến năm 1971, Shurrman và Geodewaaen đã có thể xác định sinh khối dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối với kích thước của cây hoặc của từng

bộ phận cây theo dạng hàm toán học bằng phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối

- Woodwell và Fereira cũng xác định được lượng cacbon trong các kiểu rừng lục địa, trong đó rừng mưa nhiệt đới có lượng cacbon tích trữ lớn nhất

khoảng 340 tỷ tấn Năm 1973, Fereira với công trình nghiên cứu “Sản lượng

gỗ khô ở rừng thông tại Brazin” đã đặt cơ sở cho việc nghiên cứu sinh khối

khô sau này

- Năm 1980, Brown và cộng sự đã dự tính được lượng cacbon trung bình trong rừng nhiệt đới Châu Á là 144 tấn/hatrong phần sinh khối và 148 tấn/ ha trong lớp mặt đất với độ sâu 1m, tương đương 42 - 43 tỷ tấn cacbon trong toàn lục địa bằng việc sử dụng công nghệ GIS

- Năm 1991, Houghton R.A đã chứng minh được lượng cacbon trong rừng nhiệt đới Châu Á là 40 - 250 tấn/ha Trong đó 50 - 120 tấn/ha trong phần thực vật và đất.Kết quả nghiên cứu của Brown cho thấy rừng nhiệt đới Đông Nam Á có lượng sinh khối trên mặt đất từ 50 - 340 tấn/ ha và trước khi có tác động của con người thì con số tương ứng là 350 - 400 tấn/ha

- Đến năm 1994, Brown và Pearce đưa ra các số liệu về đánh giá lượng cacbon và tỷ lệ thất thoát đối với rừng nhiệt đới Một khu rừng nguyên sinh

có thể hấp thu 280 tấnC/ha và sẽ giải phóng 200 tấnC/ha nếu bị chuyển thành

du canh du cư và sẽ giải phóng cacbon nhiều hơn nếu được chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp Rừng trồng có thể hấp thu 150 tấnC/ha và con

số này sẽ bị giảm đi 1/3 đến 1/4 khi rừng chuyển sang canh tác đất nông nghiệp

- Năm 1999, tại Philippines Lasco R cho thấy rừng tự nhiên thứ sinh có 86-201 tấn C/ha trong phần sinh khối trên mặt đất

- Năm 2001, Mc Kenzie đã nghiên cứu và cho thấy, cacbon trong hệ sinh thái thường được tập trung ở bộ phận chính: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng Việc xác định lượng cacbon trong

cacbon chủ yếu trong rừng gồm: trong sinh khối cây rừng (trên mặt đất và dưới mặt đất), trong sinh khối cây bụi thảm tươi (trên mặt đất và dưới mặt đất), trong sinh khối thảm mục, cây chết và trong đất

- Từ năm 2005 trở lại đây, một trong những yêu cầu về đánh giá tài nguyên rừng toàn cầu của FAO là đánh giá trữ lượng cacbon trong các hệ sinh thái rừng của quốc gia Theo báo cáo của FAO năm 2010, trữ lượng cacbon trong sinh khối rừng khoảng 289 Gt Trong giai đoạn 2005 - 2010, ước tính có khoảng 0.5 Gt cacbon bị phát thải do mất rừng

- Năm 2007, Digno C Garcia đã nghiên cứu và đưa ra số liệu của rừng

ở Indonesia có lượng cacbon hấp thụ từ 161 - 300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất

1.2.2 Tại Việt Nam

Tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu về sinh khối cũng như khả năng tích lũy Cacbon của rừng được tiến hành khá muộn so với các nước trên thế giới Đề tài này vẫn còn khá mới mẻ và chỉ thực sự nóng trong thời gian khoảng một thập kỷ gần đây Một số công trình nghiên cứu về sinh khối cũng như khả năng tích lũy cacbon của rừng đã được những kết quả nhất định

- Năm 1971, Ngô Đình Quế đã xác định được sinh khối rừng thông tại Lâm Đồng với mật độ 2500 cây/ha là 330 tấn/ha

- Năm 1986, Nguyễn Hoàng Chí công bố công trình “Góp phần nghiên cứu sinh khối và năng suất rừng Đước”

- Năm 1996, Lê Hồng Phúc đã nghiên cứu về sinh khối lâm phần rừng Thông ba lá tại Đà Lạt-Lâm Đồng và đưa ra quy luật tăng trưởng sinh khối cấu trúc thành phần tăng trưởng sinh khối thân cây

- Năm 2000, Đỗ Như Chiến với công trình “Bước đầu nghiên cứu một

số đặc điểm cấu trúc và sinh khối rừng Luồng tại Lương Sơn, Hòa Bình” đã xây dựng một số biểu chuyên dụng phục vụ công tác điều tra và kinh doanh rừng trồng Luồng

- Năm 2004, Nguyễn Ngọc Lung và Nguyễn Tường Vân đã sử dụng biểu quá trình sinh trưởng và biểu Biomass để tính toán sinh khối rừng

- Năm 2005, đã nghiên cứu tại rừng trồng thuần loài Thông mã vĩ 20 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và vật rơi láA rụng) là 321,7 – 495,4 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô là 173,4 – 266,2 tấn/ha Rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và trong vật rơi lá rụng) là 251,1 – 433,7 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô trong thân là 132,2 – 233,4 tấn/ha

- Năm 2006, Vũ Tấn Phương nghiên cứu về cây bụi thảm tươi tại Đà Bắc – Hòa Bình, Hà Trung, Thạc Thành, Ngọc Lặc – Thanh Hóa đã cho kết quả về lượng sinh khối tươi biến động rất khác nhau giữa các loại thảm tươi cây bụi: lau lá lách có sinh khối tươi cao nhất, khoảng 104 tấn/ha , tiếp đến trảng cây bụi cao 2 - 3m có sinh khối tươi đạt khoảng 61 tấn/ha Các loại cỏ như cỏ lá tre, cỏ tranh, cỏ chỉ có sinh khối biến động khoảng 22 - 31 tấn/ha

- Năm 2007, Phạm Anh Tuấn đã nghiên cứu khả năng hấp thụ cacbon của các loại cây rừng khác nhau trong rừng tự nhiên Một số loại có khả năng hấp thụ cacbon lớn như Dẻ (3493,1 kgC/cây), Chò sót (2638,7 kgC/cây)… nhưng cũng có loài thấp như Trám (20,6 kgC/cây), Ba soi 27.5 kgC/cây)…

- Năm 2007, Nguyễn Duy Kiên nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 tại rừng Keo tai tượng (Tuyên Quang) đã cho thấy lượng cacbon hấp thụ của tầng cây cao chiếm 49%, đất chiếm 34%, vật rơi rụng chiếm 4%, và cây bụi thảm tươi chiếm 13% tổng lượng cacbon trong lâm phần

- Năm 2008, Võ Đại Hải và cộng sự đã nghiên cứu và xác định được lượng cacbon trong cây cá thể, trong lâm phần các loài Thông đuôi ngựa, Thông nhựa, Keo lai, Keo lá tràm…bên cạnh đó, các tác giả còn xác định được mối quan hệ tương quan giữa lượng cacbon hấp thụ với sinh khối cây, sinh khối cây bụi thảm tươi, thảm mục dưới tán rừng…

- Năm 2009, Bảo Huy đã nghiên cứu sử dụng phương pháp chặt hạ để

trữ lượng cacbon của rừng lá rộng thường xanh theo các trạng thái: non, nghèo, trung bình và giàu ở Tây Nguyên Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở việc xác lập các mô Biểu đồ tính toán sinh khối và trữ lượng cacbon phần trên mặt đất Các bể chứa cacbon khác như trong đất, thảm mục

và cây chết, tầng thảm tươi cây bụi không được đề cập trong nghiên cứu

 Đối với thảm tươi cây bụi:

- Theo nghiên cứu của trung tâm nghiên cứu sinh thái và môi trường rừng và cơ quan tư vấn lâm nghiệp Quốc tế Nhật Bản (JOFCA) đã tiến hành xác định sinh khối thảm tươi cây bụi nhằm xây dựng đường cacbon cơ sở cho các dự án trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch Nghiên cứu được thực hiện tại Thanh Hóa và Hòa Bình, xác định sinh khối cho 5 loại cây bụi: cây bụi cao trên 2m, cây bụi cao dưới 2m, cỏ chỉ, cỏ lá tre, lau lách và tế guột Phạm Xuân Hoàn và cộng sự (2008) đã tiến hành điều tra sinh khối trên mặt đất trên mỗi trạng thái và cho kết quả: cây bụi và cây lau lách là 4,845 và 9,245 tấn/ha Nghiên cứu cũng dự đoán lượng cacbon có thể tích lũy được của 2 loài Keo lá tràm và Keo tai tượng nếu được lựa chọn để trồng trên đất cây bụi và cây lau lách Sau chu kỳ kinh doanh 15 năm, rừng trồng của 2 loài cây này dự tính sẽ tích lũy được 75 và 88,2 tấn C/ha

- Vũ Tấn Phương (2006): Nghiên cứu được tiến hành tại các vùng đất không có rừng ở các huyện Cao Phong, Đà Bắc tỉnh Hoà Bình và Hà Trung, Thạch Thành, Ngọc Lạc tỉnh Thanh Hoá Đã xác định được và đưa ra kết quả

về sinh khối tươi, khô, trữ lượng cacbon trong sinh khối thảm tươi và cây bụi:

+ Sinh khối tươi của thảm tươi và cây bụi biến động rất khác nhau trong các đối tượng nghiên cứu: Lau lách có sinh khối lớn nhất, khoảng 104 tấn/ha, tiếp đến là cây bụi cao 2 - 3m có sinh khôí tươi đạt khoảng 61 tấn/ha, cây bụi cao dưới 2m, cỏ lá tre, cỏ tranh và thấp nhất là cỏ lông lợn/cỏ chỉ có sinh khối biến động khoảng 22-31 tấn/ha Về sinh khối khô:

+ Lau lách có sinh khối khô cao nhất 40 tấn/ha,cây bụi cao 2-3m là 27 tấn /ha, cây bụi cao dưới 2m và tế guột là 20 tấn /ha; cỏ lá tre 13 tấn/ha; cỏ tranh

1.3 Đánh giá chung về vấn đề nghiên cứu

Điểm qua các công trình trong nước và trên thế giới về vấn đề nghiên cứu chúng ta có thể thấy:

- Các công trình nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy cacbon của thực vật được thể giới quan tâm nghiên cứu từ khá sớm và đã đạt được khá nhiều thành công: xác định được sinh khối và khả năng tích lũy cacbon cho nhiều loại rừng khác nhau, xây dựng được nhiều phương pháp tiên tiến trong nghiên cứu sinh khối và khả năng tích lũy cacbon…

- Ở nước ta, các công trình nghiên cứu về sinh khối và khả năng tích lũy cacbon của thực vật được tiến hành khá muộn nhưng cũng thu được kết

quả đáng khích lệ Bước đầu xây dựng được các mô biểu đồ trồng rừng và tái trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch ở một số địa phương

- Tại núi Luốt, trường Đại học Lâm Nghiệp cũng đã có một vài công trình nghiên cứu về sinh khối rừng như Nguyễn Tuấn Dũng (2005) nghiên cứu sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ thuần và rừng trồng thuần loài Keo lá

các đề tài nghiên cứu thường chỉ tập trung với đối tượng là cây gỗ mà ít quan tâm đến thảm cây bụi Tại khu vực nghiên cứu, cũng chưa có đề tài nào tập

trung nghiên cứu với đối tượng chính là lớp thảm cây bụi Vì vậy, đề tài “Xác định mối quan hệ giữa lượng Cacbon tích lũy trên và dưới mặt đất của lớp thảm cây bụi tại Núi Luốt- đại học Lâm Nghiệp Việt Nam” được thực hiện

là cần thiết, góp phần làm phong phú thêm những hiểu biết về sinh khối của lớp cây bụi, từ đó làm cơ sở cho việc xác định khả năng hấp thụ cacbon và tính toán được những giá trị kinh tế - môi trường mà rừng đem lại

PHẦN 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu chung

Đề tài góp phần cung cấp cơ sở khoa học nhằm lượng hóa khả năng tích lũy cacbon của các hệ sinh thái thảm cây bụi phục vụ cho việc tính toán dịch vụ chi trả môi trường rừng

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Lớp thảm cây bụi tại núi Luốt, trường Đại học

Lâm nghiệp Việt Nam

- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu khả năng tích lũy cacbon của lớp thảm cây bụi tại núi Luốt trường đại học Lâm nghiệp tại thời điểm năm 2016

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Xác định đặc điểm sinh khối của lớp thảm tươi, cây bụi

 Xác định đặc điểm về diện tích và phân bố của lớp thảm tươi, cây bụi

 Xác định đặc điểm sinh khối của lớp thảm tươi cây bụi

- Xác định khả năng tích lũy cacbon của lớp thảm tươi cây bụi

 Xác định trữ lượng cacbon tích lũy của lớp thảm cây bụi

 Xác định trữ lượng CO2 hấp thụ của lớp thảm cây bụi

- Xác định mối quan hệ giữa sinh khối trên và dưới của lớp thảm tươi, cây bụi tại núi Luốt

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Xác định đặc điểm của lớp thảm tươi, cây bụi

 Phương pháp kế thừa

Kế thừa bản đồ hiện trạng núi Luốt 2015 để xây dựng bản đồ hiện trạng đặc điểm và diện tích lớp thảm tươi, cây bụi tại núi Luốt

 Phương pháp điều tra ngoại nghiệp

- Khảo sát và thiết kế lập các ô dạng bản (ODB) nghiên cứu:

+ Để xác định đặc điểm sinh khối của lớp thảm tươi cây bụi tại khu vực nghiên cứu, tiến hành lập 15 ODB (1m*1m) trong điều kiện dưới tán rừng che phủ và 15 ODB trong điều kiện không có tán rừng che phủ, trải đều các vị trí chân, sườn đỉnh của núi Luốt theo phưng pháp ngẫu nhiên

Biểu đồ 2.1: Sơ đồ vị trí lập ODB

+ Trong mỗi ODB tiến hành đo chiều cao cây bụi, độ che phủ, thảm mục…

Biểu 2.1 Điều tra chung STT

ODB

Ngày

điều tra

Trạng thái rừng

Vị trí ODB Thời tiết

Chiều cao tb (cm)

Che phủ (%)

Sơ đồ 2.1: Sinh khối của lớp thảm cây bụi tại khu vực nghiên cứu

Tổng sinh khối của lớp thảm cây bụi bao gồm sinh khối trên mặt đất và sinh khối dưới mặt đất

Sinh khối trên mặt đất: tiến hành chặt hết tất cả cây bụi có trong ODB, phân chia thành các bộ phận thân cành, lá, nhặt toàn bộ VRLR và thảm tươi Cân nhanh toàn bộ để tính toán sinh khối

Sinh khối dưới mặt đất: phần sinh khối dưới mặt đất chính là phần rễ cây Do đó, xác định sinh khối dưới mặt đất cần đào toàn bộ đất trong ODB

và nhặt hết rễ có trong đó, cân nhanh để xác định sinh khối tươi

Tất cả số liệu được ghi trong biểu 2.2

Biểu 2.2 Biểu điều tra sinh khối tươi STT

ODB

Thân, cành (g)

Lá (g)

Rễ (g)

Thảm tươi (g)

VRLR (g)

Tổng (g)

1

2

Một số ảnh điều tra thực địa:

Lập ODB ngoài tán rừng Lập ODB trong tán rừng

Cân nhanh rễ cây Cân nhanh thảm tươi

Chặt hạ cây bụi xác định sinh

khối tươi

Cân nhanh thân, cành

 Phương pháp phân tích, xử lý số liệu

- Xác định sinh khối khô Mỗi bộ phận thân cành, lá, rễ, thảm tươi, VRLR cân lấy 100g khối lượng tươi đi sấy và tính sinh khối khô

- Xác định sinh khối khô trong phòng thí nghiệm: Các mẫu sinh khối tươi được phơi nắng trước khi cho vào túi chuyên dụng và đưa vào lò sấy khô ở nhiệt độ 105-110oC cho đến khi trọng lượng giữa lần cân trước và sau không đổi thì dừng lại (khô kiệt), rồi đem ra cân (việc cân sau các lần sấy được tiến hành với cân điện tử), sau đó ghi lại vào biểu điều tra sinh khối khô

Biểu đồ 2.2 Ảnh thí nghiệm sấy mẫu ở nhiệt độ 105 – 110 độ C

Biểu 2.3 Biểu điều tra sinh khối khô STT

ODB

Thân, cành (g)

Lá (g)

Rễ (g)

Thảm tươi (g)

VRLR (g)

Tổng (g)

1

2

- Phân tích, xử lý số liệu:

- Tính sinh khối cây theo Vũ Tấn Phương:

Dựa trên trọng lượng khô kiệt, độ ẩm của từng bộ phận thân cành, lá,

rễ, thảm tươi, vật rơi lá rụng sẽ được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

 MC là độ ẩm tính bằng (%)

 FW là trọng lượng tươi của mẫu

 DW là trọng lượng khô kiệt của mẫu

 Sinh khối của từng bộ phận thân cành, lá, rễ, thảm tươi, vật rơi lá rụng của cây bụi sẽ được tính toán theo công thức sau:

TDM(tc) = TFW(tc) * (1 – MC(tc) ) TDM(l) = TFW(l) * ( 1 – MC(l) ) TDM(r) = TFW(r) * ( 1- MC(r) ) TDM(tt) = TFW(tt) * (1 – MC(tt) ) TDM(vrlr) = TFW(vrlr) * ( 1 – MC(vrlr) ) Trong đó:

+ TDM(tc), TDM(l), TDM(r), TDM(tt), TDM(vrlr) là tổng sinh khối khô kiệt của thân cành, lá, rễ, thảm tươi, vật rơi lá rụng tính bằng tấn/ha

+ TFW(tc), TFW(l), TFW(r), TFW(tt), TFW(vrlr) là tổng sinh khối tươi của thân cành, lá, rễ, thảm tươi, vật rơi lá rụng đo đếm được trong ô dạng bản tính bằng tấn/ha

+ MC(tc), MC(l), MC(r), MC(tt), MC(vrlr) là độ ẩm của lá, thân cành,

rễ, thảm tươi, vật rơi lá rụng

 Tổng sinh khối khô của lớp cây bụi (TDB) được tính như sau:

TDB = TDM(l) + TDM(tc) + TDM(r) + TDM(tt) + TDM(vrlr) (tấn/ha)

2.4.2 Xác định khả năng tích lũy cacbon của lớp thảm tươi cây bụi

 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Sau quá trình điều tra số liệu ngoài thực địa, lấy 200g của mỗi loại cây bụi, thảm tươi, VRLR đem sấy khô, và nghiền nhỏ để phân tích hàm lượng cacbon trong phòng thí nghiệm

Qua quá trình phân tích trong phòng thí nghiệm, hàm lượng cacbon được tính qua công thức:

 Hàm lượng cacbon thảm tươi: CS = Sinh khối khô tt * 44%

 Hàm lượng cacbon VRLR: CS = Sinh khối khô VRLR * 42%

(52.8 %, 44%, 42% là hàm lượng cacbon sau khi tiến hành phân tích được trong phòng thí nghiệm của cây bụi, thảm tươi và VRLR)

 Hàm lượng CO2 hấp thụ được xác định thông qua công thức quy đổi 1 tấn C = 3.67 tấn CO2

Từ đây, trữ lượng CO2 ( W CO2) = CS * 3.67 ( tấnCO2/ha )

 Xây dựng bản đồ hiện trạng trữ lượng cacbon tích lũy cho cả khu vực núi Luốt

Từ kết quả tính toán được hàm lượng cacbon tích lũy tại mỗi vị trí khác nhau, tiến hành xây dựng bản đồ thể hiện phân cấp khả năng tích lũy cacbon của lớp thảm tươi cây bụi thông qua phần mềm Arcgis 10.1

2.4.3 Xác định mối quan hệ giữa sinh khối trên và dưới lớp thảm cây bụi

Dựa vào phần mềm Microsoft excel 2010 để phân tích và đưa ra các phương trình, biểu đồ nói lên mối quan hệ giữa sinh khối trên và dưới mặt đất của lớp cây bụi tại núi Luốt trường Đại học Lâm Nghiệp

CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1 Điều kiện tự nhiên

3.1.1 Vị trí địa lý (Biểu đồ 3.1)

Núi Luốt nằm tại phía Tây thành phố Hà Nội, có tọa độ địa lý: 20 ”

vĩ độ Bắc và 105 ” kinh độ Đông, cách thủ đô Hà Nội 38km

Phía Tây và Tây Bắc giáp xã Hòa Sơn- Lương Sơn-Hòa Bình

Phía Nam giáp thị trấn Xuân Mai

Phía Đông giáp quốc lộ 21A

Biểu đồ 3.1: Vị trí khu vực nghiên cứu

3.1.2 Địa Biểu đồ

Địa Biểu đồ núi Luốt tương đối đơn giản, mang tính chất đồi gò thấp Đỉnh cao nhất của núi Voi là 325m , của núi Luốt là 133m ,độ dốc trung bình

Tây Bắc Đặc điểm địa Biểu đồ này rất thuận lợi cho người và gia súc hoạt động

3.1.3 Khí hậu, thủy văn

Nhiệt độ hằng năm trung bình là 22,7 C ,tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là tháng 1 (15.9 C ), tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng

7 (27.9 C)

Độ ẩm không khí trung bình hằng năm là 84.2%, tháng có độ ẩm không khí thấp nhất (82%) là tháng 12, tháng có độ ẩm không khí cao nhất (87%) là tháng 3 và tháng 8

Lượng mưa trung bình hằng năm là 189 1mm, cao nhất vào tháng 9 (410.2mm) Số ngày trong năm trung bình từ 16-18 ngày /tháng

Lượng bốc hơi trung bình năm là : 60,2mm, thấp nhất vào tháng 2(47.5mm), cao nhất vào tháng 5(78,5mm)

Hướng gió :Gió mùa Đông Bắc thổi từ tháng 8đến tháng 11 ,gió mùa Đông Nam từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau

Khí hậu vùng này được chia làm 2 mùa rõ rệt ;mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11đến tháng 3 năm sau

Trong khu vực có hệ thống thủy văn bề mặt (sông, suối) nhưng luôn có cân bằng nước dương Lượng mưa (2268.4mm) cao hơn lượng bốc hơi (722mm)

Trong mấy năm gần đây, trị số bình quân về khí hậu của các tháng trong năm được thể hiện qua bảng 3.1

Bảng 3.1 Tổng hợp khí hậu khu vực nghiên cứu (theo tài liệu của trạm

khí tượng Kim Bôi, Hòa Bình, 2015)

Tháng

Nhiệt độ không

khí (

Độ ẩm không khí (%)

Lượng mưa(mm) Lượng

bốc hơi

Hướng gió chính

TB Tối

cao

Tối thấp TB

Tối thấp

Lượng mưa

Số ngày mưa

 Độ chua trao đổi: 1.67 đl/100g đất

 Độ chua thủy phân: 6.691 đl/100g đất

 Độ no bazơ 58.48%

 Tổng bazơ trao đổi: 9.431 đl/100g đất

 Hàm lượng mùn: 5.65%

 NH4 = 5.01mg/ 100g đất; K2O = 16.79mg/ 100g đất: P2O5 = 0.42mg/ 100g đất

Đất trong khu vực khá đồng đều cả về tính chất và sự Biểu đồ thành, sự khác nhau chủ yếu ở tỷ lệ đá lẫn, tầng dày và sau này sự tác động của thực vật

đã được phát huy Tầng cơ giới từ thịt trung bình đến sét trung bình, hàm lượng chất dinh dưỡng khó tiêu, nghèo mùn và đạm tổng số trung bình Theo thời gian, tác động của các trạng thái rừng khác nhau đã ảnh hượng đến tính chất của đất Các loại Keo, Thông có tác dụng cải tạo đất khá rõ, riêng Bạch đàn lại làm đất bị chua và thoái hóa Nhìn chung đất khá chặt, đặc biệt là đất ở khu vực chân đồi và những lớp đất sâu ở khu vực đỉnh đuôi ngựa Kết von thật và giả đươc tìm thấy ở khắp nơi ở khu vực, có những nơi kết von chiếm

trong đất Đá ong cũng được tìm thấy ở một số nơi trong khu vực Hàm lượng mùn trong đất nhìn chung là thấp, quá trình tích lũy mùn kém Những đặc điểm nói trên phần nào nói lên mức độ feralit khá mạnh trong khu vực Trong những năm trước đây, quá trình xói mòn và rửa trôi khá nghiêm trọng Điều

đó được thể hiện qua kết cấu phẫu diện đất: Tầng A thường mỏng có tỷ lệ sét cao nên khi mưa rất dính Tầng B nằm khoảng từ 10 – 110 cm, có tỷ lệ sét từ

25 – 26% Tầng C thường dày và có một số đá lẫn đã bị phong hóa tạo tầng

BC xen kẽ Đất có hàm lượng chất dinh dưỡng cao, hàm lượng mùn từ 2 – 4%, độ ẩm rừ 6 – 9%

3.1.5 Thảm thực vật

Do địa Biểu đồ và khí hậu khu vực nghiên cứu tuuwong đối thuân nhất nên thực bì tự nhiên ở đây chủ yếu là cây bụi ,cỏ tranh ,sim, mua, ràng ràng, mâm xôi,…Để phục vụ cho nghiên cứu ,giáo dục trường đại học Lâm nghiệp

đã xây dựng núi Luốt thành khu rừng thực nghiệm với nhiều kiểu thực bì khác nhau, tầng trên là cái loại cây như : Thông, Keo lá tràm, Keo tai tượng, Bạch đàn, Trẩu, tầng dưới là cái loại cây bản địa

3.2 Tình Biểu đồ dân, kinh tế, xã hội

Núi Luốt nằm trong khu vực có dân cư tương đối đông, bao gồm nhiều thành phần như cán bộ công chức, bộ đội, nông dân, sinh viên, dân buôn bán

có thu nhập và cuộc sống tương đối ổn định Trong vài năm trở lại đây do nhụ cầu củi, gỗ…tăng cao, cuộc sống của họ có liên quan mật thiết với hệ sinh thái rừng

Do là khu rừng duy nhất ở khu vực nên núi Luốt chịu sức ép nhiều mặt

từ mọi phía Ngoài các hoạt động tích cực tác động vào rừng còn có các hoạt động diễn ra thường xuyên tác động tiêu cực vào rừng như: chăn thả trâu bò, chặt cây lấy gỗ, củi, săn bắn chim thú và nhất là hiện tượng lấn chiếm đất đai Đây là yếu tố bất lợi cho việc xây dựng và quản lý tài nguyên rừng ở núi Luốt