Thạc Sĩ Nghiên cứu lượng sinh khối và tích tụ Carbon của lâm phần Tếch tại Yên Châu- Sơn La

ĐẶT VẤN ĐỀ
Nghiên cứu sinh khối của rừng là một trong những lĩnh vực quan trọng của hoạt động ngành Lâm nghiệp. Nắm được đặc điểm cấu trúc và sinh khối, người kinh doanh có thể phác họa một bức tranh toàn cảnh về thực trạng cũng như sức sản xuất của rừng ở những thời điểm nhất định, từ đó chủ động xây dựng các kế hoạch và biện pháp kinh doanh rừng nhằm sử dụng tài nguyên rừng một cách hợp lý.
Hiện nay, ngành Lâm nghiệp đang rất quan tâm đến việc trồng rừng theo cơ chế phát triển sạch (CDM). Cơ chế này mở ra nhiều cơ hội cho sự phát triển ngành Lâm nghiệp khi có cơ hội bán CO[SUB]2[/SUB] với giá trị cao hơn so với việc bán các sản phẩm gỗ thông thường. Theo cách giải thích bằng lý thuyết, cây rừng trong quá trình quang hợp đã hấp thụ khí CO[SUB]2[/SUB] và thải khí O[SUB]2[/SUB], 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 đioxit carbon sẽ được chuyển hóa thành những thành phần khác trong các bộ phận của cây rừng dưới dạng sinh khối (Biomas). Vì vậy để có thể tính được lượng CO[SUB]2[/SUB] mà cây rừng hấp thụ thì hiển nhiên chúng ta phải tính toán sinh khối của nó.
Trước thực tế đó, một trong những nhiệm vụ đặt ra cho các nhà Lâm nghiệp là tiếp tục hoàn thiện những nghiên cứu về sinh khối của rừng, nhất là làm thế nào có thể định lượng được lượng Carbon tích lũy trong các bộ phận của cây rừng. Từ đó xây dựng và đề xuất các ứng dụng tiếp theo để phục vụ cho công tác điều tra và quản lý kinh doanh rừng.
Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của việc nghiên cứu chức năng tổng hợp CO[SUB]2 [/SUB]của rừng rất quan trọng đối với thiết kế xây dựng môi trường sinh thái ở các khu vực khác nhau của nước ta dưới điều kiện thay đổi khí hậu toàn cầu, thiết lập phương án quản lý tổng hợp CO[SUB]2[/SUB] của rừng trong khu vực và dựa vào đó chính phủ có thể đàm phán với các quốc gia khác về vấn đề “thương mại Carbon”.
Mặc dù cho đến nay ở nước ta đã có một số kết quả nghiên cứu về sinh khối và tích lũy carbon đã được công bố, song vấn đề xác định lượng sinh khối và tích luỹ carbon của loài Tếch vẫn chưa được tác giả nào đề cập đến.
Xuất phát từ tình trạng trên tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu lượng sinh khối và tích tụ Carbon của lâm phần Tếch tại Yên Châu- Sơn La” nhằm đánh giá giá trị bảo vệ môi trường cho kiểu rừng này - 1 kiểu rừng có liên quan đến chương trình 5 triệu ha, đồng thời tính toán và so sánh hiệu quả giảm phát thải khí nhà kính và là cơ sở cho các giải pháp quản lý rừng ở Việt Nam mà hiện nay còn rất ít được nghiên cứu.




















PHẦN I
LƯỢC SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
[h=1]1.1. Trên thế giới[/h]Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của cây rừng đến phát thải khí nhà kính chủ yếu người ta dựa vào tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm. Phương pháp xác định có ý nghĩa rất quan trọng vì nó liên quan đến độ chính xác của kết quả nghiên cứu, đây cũng là vấn đề được nhiều tác giả quan tâm. Tuỳ từng tác giả với những điều kiện khác nhau mà sử dụng các phương pháp xác định sinh khối khác nhau, trong đó có thể kể đến một số tác giả chính như sau:
- P.S.Roy, K.G.Saxena và D.S.Kamat (Ấn Độ, 1956) trong công trình: “Đánh giá sinh khối thông qua viễn thám” đã nêu tổng quát vấn đề sản phẩm sinh khối và việc đánh giá sinh khối bằng ảnh vệ tinh.
- Một số tác giả như Trasnean (1926), Huber (Đức, 1952), Monteith (Anh, 1960 - 1962), Lemon (Mỹ, 1960 - 1987), Inone (Nhật, 1965 - 1968), . đã dùng phương pháp dioxit carbon để xác định sinh khối. Theo đó sinh khối được đánh giá bằng cách xác định tốc độ đồng hoá CO[SUB]2[/SUB].
- Aruga và Maidi (1963): đưa ra phương pháp “Chlorophyll” để xác định sinh khối thông qua hàm lượng Chlorophyll trên một đơn vị diện tích mặt đất. Đây là một chỉ tiêu biểu thị khả năng của hệ sinh thái hấp thụ các tia bức xạ hoạt động quang tổng hợp.
- Khi xem xét các phương pháp nghiên cứu Whitaker, R.H (1961, 1966) Mark, P.L (1971) cho rằng "Số đo năng suất chính là số đo về tăng trưởng, tích luỹ sinh khối ở cơ thể thực vật trong quần xã".
- Năng suất sơ cấp tuyệt đối là lượng chất hữu cơ tích luỹ trong cơ thể thực vật trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích, lượng vật chất này mới thực sự có ý nghĩa đối với đời sống con người. Từ ý nghĩa đó, Woodwell, G.M (1965) và Whitaker, R.H (1968) đã đề ra phương pháp "thu hoạch" để nghiên cứu năng suất sơ cấp tuyệt đối [6].
- Newbuold.P.J (1967) đề nghị phương pháp “cây mẫu” để nghiên cứu sinh khối và năng suất của quần xã từ các ô tiêu chuẩn. Phương pháp này được chương trình quốc tế “IBP” thống nhất áp dụng.
- Sinh khối rừng có thể xác định nhanh chóng dựa vào mối liên hệ giữa sinh khối với kích thước của cây hoặc của từng bộ phận cây theo dạng hàm toán học nào đó. Phương pháp này được sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ và châu Âu (Whittaker, 1966; Tritton và Hornbeck, 1982; Smith và Brand, 1983). Tuy nhiên, do khó khăn trong việc thu thập rễ cây, nên phương pháp này chủ yếu dùng để xác định sinh khối của bộ phận trên mặt đất (Grier và cộng sự, 1989; Reichel, 1991; Burton V. Barner và cộng sự, 1998) [8].
- Edmonton. Et. Al đề xướng phương pháp Oxygen năm 1968 nhằm định lượng oxygen tạo ra trong quá trình quang hợp của thực vật màu xanh. Từ đó tính ra được năng suất và sinh khối rừng.
- Schumarcher, Spurr, Prodan, Alder, Abadie: đã sử dụng mô hình toán học để mô phỏng sinh khối, năng suất rừng thông qua một số nhân tố điều tra như: đường kính, chiều cao, cấp đất, tuổi, mật độ,
- Phương pháp lấy mẫu rễ để xác định sinh khối được mô tả bởi Shurrman và Geodewaaen (1971), Moore (1973), Gadow và Hui (1999), Oliveira và cộng sự (2000), Voronoi (2001), McKenzie và cộng sự (2001).
- Bộ phận cây bụi và những cây tầng dưới của tán rừng đóng góp một phần quan trọng trong tổng sinh khối rừng. Có nhiều phương pháp để ước tính sinh khối cho bộ phận này, các phương pháp bao gồm: (1)- Lấy mẫu toàn bộ cây (quadrats); (2)- phương pháp kẻ theo đường; (3)- phương pháp mục trắc; (4)- phương pháp lấy mẫu kép sử dụng tương quan (Catchpole và Wheeler, 1992.
Ngoài những nghiên cứu về sinh khối thì nghiên cứu về hàm lượng cacbon được giữ lại trong rừng cũng đã được nghiên cứu rất nhiều trong những năm gần đây. Các nghiên cứu tập trung vào rừng ngập mặn, khả năng biến động lượng cacbon của rừng sau khai thác, rừng tự nhiên, rừng phục hồi .
- Năm 1980, Brawn và cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS dự tính lượng carbon trung bình trong rừng nhiệt đới Châu Á là 144 tấn/ha trong phần sinh khối và 148 tấn/ha trong lớp đất mặt với độ sâu 1m, tương đương 42 - 43 tỷ tấn carbon trong toàn châu lục. Năm 1991, Houghton R.A đã chứng minh lượng carbon trong rừng nhiệt đới châu Á là 40 - 250 tấn/ha, trong đó 50 - 120 tấn/ha ở phần thực vật và đất (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn - 2005).
- Năm 1986, Paml, C.A và cộng sự đã cho rằng lượng carbon trung bình trong sinh khối phần trên mặt đất của rừng nhiệt đới Châu Á là 185 tấn/ha và biến động từ 25 - 300 tấn/ha. Kết quả nghiên cứu của Brawn (1991) cho thấy rừng nhiệt đới Đông Nam Á có lượng sinh khối trên mặt đất từ 50 - 430 tấn/ha (tương đương 25 - 215 tấn C/ha) và trước khi có tác động của con người thì các trị số tương ứng là 350 - 400 tấn/ha (tương đương 175 - 200 tấn C/ha) [3].
- Brown và Pearce (1994) đưa ra các số liệu đánh giá lượng carbon và tỷ lệ thất thoát đối với rừng nhiệt đới. Theo đó một khu rừng nguyên sinh có thể hấp thụ được 280 tấn carbon/ha và sẽ giải phóng 200 tấn carbon/ha nếu bị chuyển thành du canh du cư và sẽ giải phóng carbon nhiều hơn một chút nếu được chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp. Rừng trồng có thể hấp thụ khoảng 115 tấn carbon và con số này sẽ giảm từ 1/3 đến 1/4 khi rừng chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp.
- Năm 1995, Murdiyarso D đã nghiên cứu và đưa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lượng carbon hấp thụ từ 161-300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất.
- Tại Philippines, năm 1999 Lasco R cho biết ở rừng tự nhiên thứ sinh có 86-201 tấn C/ha trong phần sinh khối trên mặt đất; ở rừng già con số đó là 185 - 260 tấn C/ha (tương đương 370 - 520 tấn sinh khối/ha, lượng carbon ước chiếm 50% sinh khối).
- Tại Thái Lan, Noonpragop K. đã xác định lượng carbon trong sinh khối trên mặt đất là 72 - 182 tấn/ha.
- Ở Malaysia, lượng carbon trong rừng biến động từ 100-160 tấn/ha và tính cả trong sinh khối và đất là 90 - 780 tấn/ha (Abu Bakar, R) [14].
- Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng carbon tích luỹ của rừng được thực hiện bởi Ilic (2000) và Mc Kenzie (2001). Theo Mc Kenzie (2001), carbon trong hệ sinh thái rừng thường tập trung ở bốn bộ phận chính: thảm thực vật còn sống trên mặt đất, vật rơi rụng, rễ cây và đất rừng. Việc xác định lượng carbon trong rừng thường được thực hiện thông qua xác định sinh khối rừng [8].
1.2. Ở Việt Nam
1.2.1. Nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thụ cacbon từ rừng
So với những vấn đề nghiên cứu khác trong lĩnh vực lâm nghiệp, nghiên cứu về sinh khối rừng ở nước ta được tiến hành khá muộn (cuối thập kỷ 80), tản mạn và không có hệ thống. Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng đã đem lại những kết quả rất có ý nghĩa và để lại nhiều dấu ấn.
Nguyễn Hoàng Trí (1986): với công trình “Sinh khối và năng suất rừng Đước” đã áp dụng phương pháp “cây mẫu” nghiên cứu năng suất, sinh khối một số quần xã rừng Đước đôi (Zhizophora apiculata) rừng ngập mặn ven biển Minh Hải là đóng góp có ý nghĩa lớn về mặt lý luận và thực thiễn đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn ven biển nước ta. Hà Văn Tuế (1994) cũng trên cơ sở phương pháp “cây mẫu” của Newboul, P.J (1967) nghiên cứu năng suất, sinh khối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du Vĩnh Phúc [14].
Đặng Trung Tấn (2001) với công trình nghiên cứu “Sinh khối rừng Đước”, đã xác định được: tổng sinh khối khô rừng Đước ở Cà Mau là 327 m[SUP]3[/SUP]/ha, tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm là 9500kg/ha.
Theo Nguyễn Văn Dũng (2005), rừng trồng Thông mã vĩ thuần loài 20 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và vật rơi rụng) là 321,7- 495,4 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô là 173,4 - 266,2 tấn. Rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng sinh khối tươi (trong cây và trong vật rơi rụng) là 251,1 - 433,7 tấn/ha, tương đương với lượng sinh khối khô thân là 132,2 - 223,4 tấn/ha [8].
Công trình “Đánh giá sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối và năng suất rừng Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) vùng Đà Lạt - Lâm Đồng” của Lê Hồng Phúc (1996) đã tìm ra quy luật tăng trưởng sinh khối, cấu trúc thành phần tăng trưởng sinh khối thân cây. Tỷ lệ sinh khối tươi, khô của các bộ phận thân, cành, lá, rễ, lượng rơi rụng, tổng sinh khối cá thể và quần thể rừng Thông. Bên cạnh đó, Nguyễn Ngọc Lung và Ngô Đình Quế cũng đã nghiên cứu về động thái, kết cấu sinh khối và tổng sinh khối cho loài cây này [3].
Lý Như Quỳnh (2008) với công trình “Nghiên cứu sinh khối và khả năng hấp thụ carbon của rừng Mỡ (Manglietia conifera Dandy) trồng tại Tuyên Quang và Phú Thọ”[8].
1.2.2. Nghiên cứu về cây Tếch
Từ trước đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về rừng Tếch ở Việt Nam; trong đó đáng kể nhất là những nghiên cứu của Phạm Thế Dũng (1990), Nguyễn Xuân Quát (1995), Nguyễn Quang Khải (1995), Bảo Huy (1995), Trần Duy Diễn (1995), Đinh Đức Điểm (1995), Nguyễn Văn Thêm (2002) và Mạc Văn Chăm (2005) [14].
Phạm Thế Dũng (1994) đã giới thiệu một số điều kiện hoàn cảnh của Tếch nơi xuất xứ như: vị trí địa lý, lượng mưa, độ ẩm đất, nhiệt độ, ánh sáng, nền địa chất, pH đất, . Qua đó tác giả cho thấy có thể xây dựng một hệ thống phân cấp theo tổ hợp các nhân tố sinh thái, làm cơ sở dự báo hiệu quả rừng trồng Tếch tường xứng và thiết kế các giải pháp kĩ thuật lâm sinh phù hợp [6].
Nguyễn Ngọc Lung (1995) đã xác định cây Tếch là cây chủ lực trong việc trồng rừng ở Đông Nam Á nhờ tính chất thích nghi với các điều kiện đất đai khí hậu trong vùng, gỗ Tếch có giá trị kinh tế cao và giá cả ổn định trên thị trường quốc tế. Ở Việt Nam, với điều kiện rất thuận lợi nhưng diện tích mới ở mức độ vài ba nghìn ha vậy làm sao để đưa cây Tếch lên thành một trong những cây trồng rừng công nghiệp và trồng cây nhân dân chủ yếu ở Việt Nam? Việc hợp tác và trao đổi thông tin, kỹ thuật, thị trường với các nước nằm trong một tổ chức tự nguyện đó là TEAKNET mà chúng ta tham gia [6].
Tại La Ngà tỉnh Đồng Nai, Trần Duy Diễn (1995) và Đinh Đức Điểm (1995) đã có những nghiên cứu bước đầu về sinh trưởng và năng suất của rừng Tếch tùy thuộc vào tuổi và loại đất [6].
1.3. Nhận xét chung
Sau khi tìm hiểu các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan tới đề tài nghiên cứu cho thấy các công trình nghiên cứu trên thế giới được tiến hành khá đồng bộ ở nhiều lĩnh vực từ nghiên cứu cơ bản cho tới các nghiên cứu ứng dụng, trong đó nghiên cứu sinh khối của rừng được nhiều tác giả quan tâm trong những năm gần đây; các phương pháp nghiên cứu cũng khá đa dạng và được hoàn thiện dần.
Ở nước ta, nghiên cứu về sinh khối hiện nay vẫn còn ít và chưa được công bố chưa nhiều, chưa hệ thống, các phương pháp nghiên cứu vẫn chưa đa dạng nhằm làm tăng tính chính xác của các công trình nghiên cứu, . Vì vậy, đề tài này đặt ra là hết sức cần thiết, góp phần làm phong phú thêm những hiểu biết về sinh khối của các loại cây rừng, từ đó làm cơ sở cho việc xác định khả năng hấp thụ carbon và lượng hóa những giá trị kinh tế - môi trường mà rừng đem lại; xa hơn nữa là xây dựng chính sách/cơ chế chi trả các dịch vụ môi trường cho các chủ rừng và các cộng đồng quản lý rừng đầu nguồn ở nước ta.
[h=1][/h]