Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu khả năng tích luỹ cacbon của rừng trồng keo tai tượng acacia mangium tại xã phúc xuân thành phố thái nguyên

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu khả năng tích luỹ cacbon của rừng trồng keo tai tượng acacia mangium, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải

• Tác giả: Nguyễn Thị Quỳnh Trang
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Hoàng Chung
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng
• Đề tài: Khả Năng Tích Lũy Carbon Của Rừng Keo Tai Tượng Tại Thái Nguyên
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục tiêu tổng quát
• 1.3. Mục tiêu cụ thể
• 1.4. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa thực tiễn sản xuất
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Trên thế giới
• 2.2. Những nghiên cứu về ảnh hưởng và biến động khí CO2 trong khí quyển đối với sự thay đổi khí hậu
• 2.3. Nghiên cứu về sự tích lũy Cacbon trong các hệ sinh thái rừng
• 2.4. Những nghiên cứu về phương pháp xác định Cacbon trong sinh khối
• 2.5. Một số hoạt động có liên quan đến Cơ chế phát triển sạch - CDM
• 2.6. Kết luận chung
• 2.7. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
• 2.8. Điều kiện tự nhiên
• 2.9. Đánh giá chung
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu. Cách tiếp cận
• 3.4. Phương pháp kế thừa
• 3.5. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Một số đặc điểm rừng trồng Keo tai tượng tại xã Phúc Xuân
• 4.2. Một số đặc điểm rừng trồng Keo tai tượng tuổi 3 tại xã Phúc Xuân
• 4.3. Một số đặc điểm rừng trồng Keo tai tượng tuổi 5 tại xã Phúc Xuân
• 4.4. Một số đặc điểm rừng trồng Keo tai tượng tuổi 7 tại xã Phúc Xuân
• 4.5. Xác định sinh khối của rừng trồng Keo tai tượng tại xã Phúc Xuân
• 4.6. Đặc điểm sinh khối tầng cây gỗ của rừng trồng Keo tai tượng tuổi 3
• 4.7. Đặc điểm sinh khối tầng cây gỗ của rừng trồng Keo tai tượng tuổi 5
• 4.8. Đặc điểm sinh khối tầng cây gỗ của rừng trồng Keo tai tượng tuổi 7
• 4.9. Lượng cacbon tích lũy trong rừng trồng Keo tai tượng tại xã Phúc Xuân
• 4.10. Khả năng tích luỹ cacbon của rừng trồng Keo tai tượng tuổi 3
• 4.11. Đề xuất một số giải pháp
• 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về khả năng tích lũy carbon của rừng keo tai tượng

Rừng keo tai tượng (Acacia mangium) đã được xác định là một trong những loại cây trồng có khả năng tích lũy carbon cao, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu hiện nay. Tại Thái Nguyên, rừng keo không chỉ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp gỗ mà còn góp phần vào việc giảm thiểu lượng khí CO2 trong khí quyển. Theo nghiên cứu, rừng trồng keo tai tượng có thể hấp thụ một lượng lớn carbon, giúp cải thiện chất lượng không khí và bảo vệ môi trường. Việc xác định khả năng tích lũy carbon của loại rừng này là cần thiết để đánh giá giá trị sinh thái và kinh tế của nó. "Rừng không chỉ là nguồn tài nguyên mà còn là bể chứa carbon quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến khí hậu toàn cầu".

II. Đặc điểm sinh thái của rừng keo tai tượng tại Thái Nguyên

Rừng keo tai tượng tại Thái Nguyên có những đặc điểm sinh thái nổi bật, bao gồm khả năng sinh trưởng nhanh và khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu địa phương. Loại cây này có thể phát triển tốt trong các điều kiện đất đai khác nhau, từ đất nghèo dinh dưỡng đến đất màu mỡ. Nghiên cứu cho thấy, rừng keo tai tượng có thể đạt năng suất carbon cao, với lượng carbon tích lũy tăng theo độ tuổi của cây. "Sự phát triển của rừng keo tai tượng không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học". Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc quản lý và bảo vệ rừng trồng trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

III. Phương pháp xác định khả năng tích lũy carbon

Để xác định khả năng tích lũy carbon của rừng keo tai tượng, các phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng, bao gồm việc đo đạc sinh khối và phân tích hàm lượng carbon trong cây. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn để thu thập dữ liệu về chiều cao, đường kính và mật độ cây. Kết quả cho thấy, lượng carbon tích lũy trong rừng keo tai tượng tăng theo độ tuổi của cây, với những cây trưởng thành có khả năng hấp thụ carbon cao hơn. "Việc áp dụng các phương pháp khoa học trong nghiên cứu không chỉ giúp xác định chính xác lượng carbon mà còn cung cấp cơ sở cho các chính sách bảo vệ môi trường".

IV. Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu tích lũy carbon

Nghiên cứu khả năng tích lũy carbon của rừng keo tai tượng không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn mang lại nhiều lợi ích thực tiễn. Việc xác định lượng carbon tích lũy giúp nâng cao nhận thức của cộng đồng về vai trò của rừng trong việc giảm thiểu khí nhà kính. Đồng thời, kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để xây dựng các chính sách phát triển bền vững, khuyến khích người dân tham gia trồng rừng và bảo vệ môi trường. "Chúng ta cần nhận thức rõ ràng rằng rừng không chỉ là nguồn tài nguyên mà còn là một phần quan trọng trong hệ sinh thái toàn cầu".

V. Kết luận và khuyến nghị

Khả năng tích lũy carbon của rừng keo tai tượng tại Thái Nguyên đã được chứng minh qua các nghiên cứu. Rừng keo không chỉ có giá trị kinh tế mà còn đóng góp quan trọng vào việc bảo vệ môi trường và giảm thiểu biến đổi khí hậu. Cần có các biện pháp quản lý rừng hiệu quả để duy trì và phát huy khả năng này. "Đầu tư vào rừng là đầu tư cho tương lai, không chỉ cho con người mà còn cho hành tinh". Các khuyến nghị bao gồm việc tăng cường giáo dục cộng đồng về lợi ích của rừng và phát triển các chương trình hỗ trợ trồng rừng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu do sự gia tăng nồng độ khí nhà kính (KNK) trong khí quyển đang là một trong những thách thức môi trường lớn nhất đối với nhân loại. Trong các nguồn phát thải, việc mất rừng và suy thoái rừng tại các quốc gia đang phát triển đóng góp khoảng 20% tổng lượng phát thải KNK toàn cầu. Trước thực trạng đó, sáng kiến quốc tế về Giảm phát thải từ mất rừng và suy thoái rừng (REDD) đã được thông qua tại Hội nghị các bên tham gia Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu lần thứ 13 (COP13, Bali, Indonesia năm 2007). Sáng kiến này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc lượng hóa trữ lượng cacbon cơ sở đang lưu trữ tại các hệ sinh thái rừng nhằm xây dựng cơ chế chi trả và thương mại hóa giảm phát thải CO2.

Rừng trồng tại các khu vực nhiệt đới có đặc điểm sinh trưởng nhanh và năng suất sinh khối cao, đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ khí CO2 từ khí quyển và cố định vào sinh khối thực vật cũng như đất rừng. Tỉnh Thái Nguyên là địa bàn miền núi tập trung nhiều khu công nghiệp, nhà máy lớn, gây sức ép đáng kể về ô nhiễm không khí và phát thải KNK. Những năm gần đây, diện tích rừng trồng tại địa phương tăng lên rõ rệt, đặc biệt là các lâm phần Keo tai tượng (Acacia mangium). Tuy nhiên, để xác định giá trị thực của rừng trồng và tạo cơ sở thương mại hóa chứng chỉ giảm phát thải CO2, việc định lượng trữ lượng cacbon tích lũy của loài cây này là một yêu cầu thực tiễn tất yếu. Xuất phát từ bối cảnh đó, đề tài "Nghiên cứu xác định tích luỹ cacbon của rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên" đã được thực hiện.

Mục tiêu tổng quát của khóa luận là xác định khả năng tích lũy cacbon của rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên. Để đạt được mục tiêu này, tác giả xác định 4 mục tiêu cụ thể:

1. Đánh giá được hiện trạng rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên.
2. Đánh giá được lượng sinh khối của rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên.
3. Đánh giá được lượng cacbon tích lũy trong rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên.
4. Lượng hóa được năng lực hấp thu CO2 và giá trị môi trường của rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn như sau:

• Đối tượng nghiên cứu: Các lâm phần rừng trồng loài cây Keo tai tượng (Acacia mangium).
• Phạm vi không gian: Rừng trồng Keo tai tượng tại địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên (khu vực đồi núi tiếp giáp Hồ Núi Cốc và dọc tỉnh lộ 253).
• Phạm vi nội dung: Tập trung xác định sinh khối và lượng cacbon tích lũy phần trên mặt đất (bao gồm tầng cây gỗ sống, tầng cây bụi - thảm tươi và tầng thảm mục) ở 3 cấp tuổi lâm phần đại diện gồm: tuổi 3, tuổi 5 và tuổi 7.
• Thời gian nghiên cứu: Khóa luận đào tạo đại học khóa 2016 - 2020, số liệu điều tra thực địa và hoàn thành nghiệm thu vào tháng 8 năm 2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu được xây dựng trên các khung quy định và phương pháp đánh giá quốc tế cũng như quốc gia về biến đổi khí hậu và kiểm kê phát thải:

• Khung pháp lý và cơ chế quốc tế: Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC, 1992), Nghị định thư Kyoto (1997), Sáng kiến REDD (2007) và Cơ chế phát triển sạch (CDM). Nghiên cứu cũng dẫn chiếu Quyết định số 47/2007/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Kế hoạch tổ chức thực hiện Nghị định thư Kyoto thuộc UNFCCC giai đoạn 2007 - 2010.
• Khung lý thuyết bể chứa cacbon: Theo hướng dẫn của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC 2003, 2006) và các nghiên cứu của Post và cộng sự (1999), Pearson và cộng sự (2005), hệ sinh thái rừng gồm 6 bể chứa cacbon chính. Trong phạm vi đề tài, tác giả lượng hóa các bể chứa trên mặt đất gồm: thân cây gỗ sống, tầng thảm tươi - cây bụi và thảm mục (xác bã thực vật rơi rụng).
• Mô hình tương quan sinh khối cây cá lẻ: Nghiên cứu áp dụng phương trình tương quan của Heriansyah (2005) xây dựng riêng cho loài Keo tai tượng (Acacia mangium) để tính sinh khối tươi trên mặt đất của cây gỗ: $$W = 0{,}0528 \times D^{2{,}5962}$$ Trong đó: $W$ là sinh khối trên mặt đất của cây cá lẻ (kg); $D$ là đường kính ngang ngực tại vị trí 1,3 m ($D_{1.3}$, tính bằng cm).
• Hệ số chuyển đổi cacbon: Áp dụng hệ số mặc định của IPCC (2003) và các nghiên cứu lâm nghiệp tương tự, hàm lượng cacbon ($W_{cacbon}$) được tính bằng 46% - 50% tổng sinh khối khô ($DWT$). Cụ thể trong các bước tính toán bảng số liệu của khóa luận, tác giả sử dụng hệ số nhân 0,5 với sinh khối khô tuyệt đối.

Về phương pháp nghiên cứu thực địa và thu thập dữ liệu:

• Cách tiếp cận: Kết hợp giữa phương pháp tiếp cận điều tra sinh thái học tự nhiên và phương pháp điều tra cộng đồng (phỏng vấn người dân địa phương về kỹ thuật trồng, mức đầu tư, chu kỳ chăm sóc và hiệu quả kinh tế).
• Phương pháp kế thừa: Kế thừa các báo cáo điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của xã Phúc Xuân và số liệu nghiên cứu lâm sinh đã công bố.
• Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn (OTC):
  • Số lượng ô mẫu: Thiết lập tổng cộng 12 OTC, chia đều cho 3 cấp tuổi (mỗi cấp tuổi 3, 5, 7 tuổi bố trí 4 OTC). Vị trí các ô được lựa chọn mang tính đại diện, phân bố đều trên diện tích rừng trồng của xã, nằm trong phạm vi 0,5 ha và tránh các đường ranh giới.
  • Quy cách ô tiêu chuẩn: Áp dụng cấu trúc ô lồng nhau. Ô lớn có diện tích 500 m² (kích thước 20m x 25m) dùng để điều tra toàn bộ cây gỗ có đường kính ngang ngực $D_{1.3} \ge 5$ cm. Trong mỗi ô 500 m², bố trí 5 ô dạng bản (ODB) có kích thước 1 m² (1m x 1m) để điều tra sinh khối tầng dưới tán (cây bụi, thảm tươi, cây tái sinh đường kính < 5 cm) và tầng thảm mục.
  • Thu thập và xử lý mẫu: Đo đường kính $D_{1.3}$ bằng thước vanh và chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) của cây gỗ trong OTC. Đối với tầng thảm tươi và thảm mục trong ô dạng bản 1 m², tiến hành thu cắt toàn bộ, cân xác định khối lượng tươi ngay tại thực địa ($FWT$), sau đó trộn đều lấy mẫu đại diện 100g tươi ($FWS$), sấy khô trong phòng thí nghiệm đến khối lượng không đổi để xác định khối lượng khô tuyệt đối ($DWS$), từ đó tính sinh khối khô tuyệt đối trên 1 ha ($DWT$).
  • Xử lý thống kê: Sử dụng các công thức lâm học để tính mật độ ($N$, cây/ha), tổng tiết diện ngang ($G$, m²/ha), trữ lượng lâm phần ($M$, m³/ha) và diện tích tán rừng.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này làm rõ vai trò to lớn của rừng trong việc điều hòa khí hậu và bảo vệ môi trường trước hiểm họa nóng lên toàn cầu. Tác giả nhấn mạnh ý nghĩa của sáng kiến REDD và cơ chế CDM đối với các nước đang phát triển, trong đó việc đo đếm sinh khối rừng trên mặt đất là bước cơ bản nhất để xác định dòng lưu chuyển cacbon. Tại tỉnh Thái Nguyên, sự phát triển nhanh của các khu công nghiệp tạo ra áp lực khí thải nặng nề; do đó, việc đánh giá khả năng hấp thụ CO2 của rừng trồng Keo tai tượng tại xã Phúc Xuân không chỉ mang ý nghĩa lý luận học tập mà còn có giá trị thực tiễn giúp người dân địa phương nhận thức rõ giá trị môi trường của rừng để tối ưu hóa chu kỳ sản xuất lâm nghiệp.

Phần 2: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương này tổng kết toàn diện các tài liệu khoa học trong nước và quốc tế liên quan đến biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính và chu trình cacbon trong các hệ sinh thái rừng. Các dẫn liệu khoa học chỉ ra CO2 chiếm 50% - 60% tỷ lệ gây hiệu ứng nhà kính (tiếp theo là CFC 15% - 25%, CH4 12% - 20%, O3 8%, NO2 5%). Tác giả phân tích 6 bể chứa cacbon của rừng, trong đó thảm thực vật toàn cầu tích lũy một lượng lớn CO2 và tạo ra 150 tỷ tấn chất khô thực vật hàng năm. Rừng trồng toàn cầu ước tính lưu trữ 11,8 PgC.

Chương tổng quan cũng phân tích tiến trình thực hiện cơ chế CDM tại Việt Nam, nêu rõ tiềm năng hấp thụ KNK của ngành lâm nghiệp đạt 52,2 triệu tấn CO2 với chi phí giảm phát thải thấp (0,13 - 2,4 USD/tấn CO2) so với lĩnh vực năng lượng (22,3 - 154,22 USD/tấn CO2). Về khu vực nghiên cứu, tác giả mô tả chi tiết điều kiện tự nhiên xã Phúc Xuân: nằm ở phía tây bắc thành phố Thái Nguyên, giáp Hồ Núi Cốc và huyện Đại Từ; khí hậu nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều với nhiệt độ trung bình mùa đông 15,5°C, mùa hè 28°C; lượng mưa trung bình năm 1869 mm (mưa lớn tập trung 60% - 70% vào tháng 6 và tháng 7); độ ẩm trung bình 81%. Xã có địa bàn rộng, nhiều đồi dốc thuận lợi phát triển lâm nghiệp nhưng cũng chịu khó khăn do địa hình chia cắt, thời tiết khắc nghiệt và biến động giá nông sản.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày chi tiết về đối tượng (Keo tai tượng), 4 nội dung nghiên cứu cần giải quyết, cùng quy trình 6 bước lập ô tiêu chuẩn 500 m² tại thực địa (xác định điểm gốc, định hướng bằng la bàn cầm tay, đo khoảng cách cải bằng, kiểm tra góc vuông 90° và khoảng cách trung điểm 20m, căng dây nilon đánh dấu ranh giới, ghi tọa độ tâm ô). Chương này đưa ra đầy đủ hệ thống công thức toán học tính toán mật độ ($N$), tiết diện ngang thân cây ($G$), thể tích hình thân ($V_i$) và trữ lượng ($M$). Đồng thời, mô tả quy trình thu mẫu 5 ô dạng bản 1 m² cho thảm tươi và thảm mục, cách thức sấy mẫu và áp dụng phương trình Heriansyah (2005) để tính sinh khối khô cũng như phương pháp nhân hệ số 0,5 để quy đổi ra lượng cacbon tích lũy.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

Đây là chương trọng tâm của khóa luận, trình bày toàn bộ số liệu đo đếm thực tế qua 12 OTC tại xã Phúc Xuân:

• Đặc điểm cấu trúc lâm phần:
  • Cấp tuổi 3: Mật độ trung bình 2155 cây/ha; đường kính ngang ngực bình quân $D_{1.3}$ đạt 5,328 cm; chiều cao vút ngọn bình quân $H_{vn}$ đạt 5,816 m; tiết diện ngang trung bình $G = 4,998$ m²/ha; trữ lượng bình quân $M = 16,264$ m³/ha; diện tích tán bình quân đạt 8374,40 m²/ha.
  • Cấp tuổi 5: Mật độ giảm xuống còn 1245 cây/ha; $D_{1.3}$ bình quân tăng lên 8,877 cm; $H_{vn}$ bình quân đạt 8,968 m; $G = 7,917$ m²/ha; trữ lượng bình quân đạt 32,610 m³/ha; diện tích tán bình quân đạt 6909,43 m²/ha.
  • Cấp tuổi 7: Mật độ tiếp tục giảm còn 1055 cây/ha; $D_{1.3}$ bình quân đạt 9,824 cm; $H_{vn}$ bình quân đạt 9,201 m; $G = 8,437$ m²/ha; trữ lượng bình quân đạt 36,565 m³/ha; diện tích tán bình quân đạt 8638,59 m²/ha.
• Sinh khối khô các tầng thảm:
  • Lâm phần tuổi 3 có tổng sinh khối khô bình quân đạt 16,88 tấn/ha (tầng cây gỗ: 8,23 tấn/ha; thảm tươi: 3,50 tấn/ha; thảm mục: 5,15 tấn/ha).
  • Lâm phần tuổi 5 có tổng sinh khối khô bình quân đạt 32,61 tấn/ha (tầng cây gỗ tăng mạnh lên 22,97 tấn/ha; thảm tươi giảm còn 2,18 tấn/ha; thảm mục tăng lên 7,47 tấn/ha).
  • Lâm phần tuổi 7 có tổng sinh khối khô bình quân đạt 38,07 tấn/ha (tầng cây gỗ chiếm ưu thế với 27,26 tấn/ha; thảm tươi còn 2,03 tấn/ha; thảm mục đạt 6,27 tấn/ha).
• Khả năng tích lũy cacbon:
  • Rừng Keo tuổi 3 tích lũy trung bình 10,550 tấn C/ha (cây gỗ: 5,146 tấn/ha, chiếm 48,74%; thảm tươi: 2,188 tấn/ha, chiếm 20,74%; thảm mục: 3,216 tấn/ha, chiếm 30,49%).
  • Rừng Keo tuổi 5 tích lũy trung bình 16,306 tấn C/ha (cây gỗ: 11,484 tấn/ha, chiếm 70,43%; thảm tươi: 1,090 tấn/ha, chiếm 6,68%; thảm mục: 3,733 tấn/ha, chiếm 22,89%).
  • Rừng Keo tuổi 7 tích lũy trung bình 17,780 tấn C/ha (cây gỗ: 13,630 tấn/ha, chiếm 76,65%; thảm tươi: 1,020 tấn/ha, chiếm 5,72%; thảm mục: 3,140 tấn/ha, chiếm 17,63%).
• Đề xuất các nhóm giải pháp: Tác giả đề xuất 3 nhóm giải pháp phát triển rừng gồm: giải pháp về vốn (đơn giản hóa thủ tục vay, trợ giá giống và phân bón), giải pháp quản lý (tăng cường phối hợp cơ sở, tập huấn nâng cao nhận thức, tiếp tục giao khoán đất lâm nghiệp lâu dài) và giải pháp kỹ thuật (chuyển diện tích Bạch Đàn kém hiệu quả sang trồng Keo tai tượng, trồng rừng trên đất trống đồi trọc Ia, Ib, chuyển diện tích chè cằn cỗi trên núi cao sang trồng rừng).

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã định lượng cụ thể các chỉ tiêu sinh trưởng lâm học, sinh khối khô và khả năng tích lũy cacbon của rừng trồng Keo tai tượng qua 3 cấp tuổi khảo sát tại xã Phúc Xuân. Dưới đây là các bảng tổng hợp số liệu đo đếm thực nghiệm từ văn bản:

Bảng 1: Đặc điểm lâm phần rừng trồng Keo tai tượng theo các cấp tuổi

Cấp tuổi	Mật độ bình quân (cây/ha)	$D_{1.3}$ bình quân (cm)	$H_{vn}$ bình quân (m)	Tiết diện ngang $G$ (m²/ha)	Trữ lượng lâm phần $M$ (m³/ha)	Diện tích tán bình quân (m²/ha)
Tuổi 3	2155	5,328	5,816	4,998	16,264	8374,40
Tuổi 5	1245	8,877	8,968	7,917	32,610	6909,43
Tuổi 7	1055	9,824	9,201	8,437	36,565	8638,59

Bảng 2: Sinh khối khô phân bố theo các tầng thảm qua các cấp tuổi (tấn/ha)

Cấp tuổi	Sinh khối tầng cây gỗ	Sinh khối tầng thảm tươi	Sinh khối tầng thảm mục	Tổng sinh khối khô
Tuổi 3	8,23	3,50	5,15	16,88
Tuổi 5	22,97	2,18	7,47	32,61
Tuổi 7	27,26	2,03	6,27	38,07

Bảng 3: Trữ lượng và cơ cấu tích lũy cacbon qua các cấp tuổi

Cấp tuổi	Cacbon tầng cây gỗ (tấn/ha)	Cacbon thảm tươi (tấn/ha)	Cacbon thảm mục (tấn/ha)	Tổng lượng C tích lũy (tấn/ha)	Tỷ lệ C cây gỗ (%)	Tỷ lệ C thảm tươi (%)	Tỷ lệ C thảm mục (%)
Tuổi 3	5,146	2,188	3,216	10,550	48,74%	20,74%	30,49%
Tuổi 5	11,484	1,090	3,733	16,306	70,43%	6,68%	22,89%
Tuổi 7	13,630	1,020	3,140	17,780	76,65%	5,72%	17,63%

Những kết quả định lượng trên thể hiện rõ các quy luật sinh học và đóng góp thực tiễn của nghiên cứu:

• Về quy luật phân bố: Khóa luận chỉ ra rằng mật độ cây có xu hướng giảm dần từ tuổi 3 đến tuổi 7 (giảm từ 2155 xuống 1055 cây/ha) do quá trình tỉa thưa tự nhiên và tỉa thưa nhân tạo. Trong khi đó, đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn, tiết diện ngang và trữ lượng thân cây tăng đều đặn theo tuổi.
• Về động thái sinh khối và cacbon: Tổng lượng cacbon tích lũy trên mặt đất tăng dần theo độ tuổi của rừng trồng (từ 10,55 tấn/ha ở tuổi 3 lên 16,306 tấn/ha ở tuổi 5 và đạt 17,78 tấn/ha ở tuổi 7). Đáng chú ý, cơ cấu tích lũy cacbon có sự chuyển dịch rõ rệt: tỷ lệ tích lũy của tầng cây gỗ tăng vọt từ 48,74% lên 76,65%, trở thành bể chứa cacbon chủ đạo. Ngược lại, lượng cacbon ở tầng thảm tươi giảm dần (từ 2,188 tấn/ha xuống còn 1,020 tấn/ha) do khi tán rừng khép kín, ánh sáng lọt xuống tán giảm, ức chế sự sinh trưởng của thực vật tầng dưới tán. Tầng thảm mục duy trì mức tích lũy tương đối đồng đều, dao động quanh ngưỡng 3,14 - 3,73 tấn C/ha.
• Đóng góp so với các nghiên cứu trước: Công trình bổ sung chuỗi dữ liệu thực nghiệm chi tiết cho loài Keo tai tượng tại một địa bàn cụ thể ở vùng trung du miền núi phía Bắc (Thái Nguyên). Kết quả này cung cấp cơ sở khoa học để chính quyền địa phương định giá trị dịch vụ hấp thụ CO2 của rừng sản xuất, hỗ trợ xây dựng chính sách giao đất lâm nghiệp và quy hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng phù hợp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận tồn tại một số hạn chế gắn liền với phạm vi nghiên cứu thực địa được tác giả chỉ ra:

• Khóa luận mới chỉ tập trung điều tra và đo đếm 3 bể chứa cacbon phần trên mặt đất (cây gỗ, cây bụi thảm tươi và thảm mục), chưa tiến hành phân tích các bể chứa cacbon quan trọng khác trong hệ sinh thái như sinh khối rễ cây dưới mặt đất và cacbon hữu cơ trong đất rừng.
• Mẫu điều tra chỉ giới hạn ở 3 mốc tuổi đại diện (tuổi 3, tuổi 5 và tuổi 7) tại một địa bàn hành chính (xã Phúc Xuân), chưa theo dõi được liên tục toàn bộ các cấp tuổi trong một chu kỳ kinh doanh khai thác rừng keo hoàn chỉnh.
• Số liệu đo đếm phản ánh trạng thái lâm phần tại một thời điểm nhất định, chưa khảo sát được sự biến động của sinh khối và lượng cacbon theo các mùa sinh trưởng khác nhau trong năm.

Về hướng nghiên cứu tiếp, văn bản kiến nghị:

• Tiếp tục mở rộng nghiên cứu xác định sinh khối và lượng cacbon tích lũy cho các cấp tuổi khác nhau của rừng Keo tai tượng nhằm xây dựng biểu sinh thái hoàn chỉnh.
• Nghiên cứu bổ sung động thái tích lũy cacbon của rừng trồng theo các mùa sinh trưởng khác nhau trong năm để thấy rõ ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu, lượng mưa.
• Mở rộng phạm vi điều tra đối với nhiều đối tượng rừng trồng khác (như Bạch đàn, Keo lai, Thông) và triển khai trên các khu vực địa lý rộng lớn hơn ngoài địa bàn xã Phúc Xuân.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận có giá trị tham khảo học thuật và ứng dụng thực tiễn trong các trường hợp sau:

• Đối với sinh viên và học viên: Tài liệu là mẫu hình tham khảo cụ thể cho sinh viên các ngành Quản lý tài nguyên rừng, Lâm học, Khoa học môi trường về quy trình thiết kế ô tiêu chuẩn lồng nhau (OTC 500 m² kết hợp ODB 1 m²), phương pháp thu cắt và phân tích chất khô thực nghiệm, cũng như ứng dụng phương trình tương quan sinh khối cây cá lẻ để quy đổi trữ lượng cacbon.
• Đối với cán bộ quản lý lâm nghiệp địa phương: Cung cấp hệ thống dữ liệu gốc về trữ lượng gỗ ($M$), mật độ ($N$) và trữ lượng cacbon tích lũy của Keo tai tượng qua các mốc tuổi 3, 5, 7. Dữ liệu này giúp hạt kiểm lâm và ủy ban nhân dân cấp xã xây dựng phương án giao khoán đất rừng, lập kế hoạch chuyển đổi diện tích đất trống Ia, Ib hoặc diện tích chè cằn cỗi sang trồng rừng kinh tế.
• Đối với các dự án môi trường: Các số liệu định lượng về sinh khối khô và lượng cacbon tích lũy (từ 10,55 đến 17,78 tấn C/ha) là tài liệu tham khảo đáng tin cậy để phục vụ tính toán tiềm năng chi trả dịch vụ môi trường rừng và xây dựng hồ sơ tín chỉ cacbon rừng theo cơ chế CDM/REDD+.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng mô hình toán học nào để ước tính sinh khối trên mặt đất của tầng cây gỗ Keo tai tượng?
Tác giả sử dụng phương trình tương quan phi tuyến của Heriansyah (2005) được thiết lập chuyên biệt cho loài Keo tai tượng: $W = 0{,}0528 \times D^{2{,}5962}$, trong đó $W$ là sinh khối khô trên mặt đất của cây (tính bằng kg) và $D$ là đường kính ngang ngực tại vị trí 1,3 m ($D_{1.3}$, tính bằng cm).

2. Mật độ và trữ lượng thân cây của rừng trồng Keo tai tượng tại xã Phúc Xuân biến đổi ra sao theo các cấp tuổi 3, 5 và 7?
Mật độ bình quân của lâm phần giảm dần từ 2155 cây/ha ở tuổi 3 xuống còn 1245 cây/ha ở tuổi 5 và đạt 1055 cây/ha ở tuổi 7 do tác động của tỉa thưa tự nhiên và kỹ thuật điều chỉnh mật độ. Ngược lại, trữ lượng gỗ bình quân tăng trưởng mạnh theo tuổi, từ 16,264 m³/ha ở tuổi 3 lên 32,610 m³/ha ở tuổi 5 và đạt 36,565 m³/ha ở tuổi 7.

3. Tổng lượng cacbon tích lũy trên mặt đất của rừng Keo tai tượng tại địa bàn nghiên cứu đạt bao nhiêu ở mỗi cấp tuổi?
Tổng lượng cacbon tích lũy bình quân trên mặt đất tăng dần theo độ tuổi: ở lâm phần tuổi 3 đạt 10,550 tấn C/ha; lâm phần tuổi 5 đạt 16,306 tấn C/ha; và lâm phần tuổi 7 đạt 17,780 tấn C/ha.

4. Vì sao tỷ lệ tích lũy cacbon của tầng thảm tươi lại giảm mạnh từ tuổi 3 đến tuổi 7?
Văn bản giải thích nguyên nhân là do khi tuổi rừng tăng lên, tầng cây gỗ phát triển mạnh khiến độ che phủ của tán rừng tăng cao, tán rừng khép kín. Hiện tượng này làm suy giảm lượng ánh sáng chiếu xuống bề mặt dưới tán, ức chế trực tiếp khả năng sinh trưởng và phát triển của các loài cây bụi, cỏ và thảm tươi, khiến sinh khối và lượng cacbon của tầng thảm tươi giảm dần từ 2,188 tấn C/ha (chiếm 20,74%) ở tuổi 3 xuống còn 1,020 tấn C/ha (chiếm 5,72%) ở tuổi 7.

5. Tác giả đề xuất những giải pháp kỹ thuật lâm sinh cụ thể nào cho xã Phúc Xuân?
Tác giả đề xuất 3 giải pháp kỹ thuật lâm sinh chính gồm: chuyển đổi toàn bộ diện tích rừng Bạch Đàn kém hiệu quả sang trồng Keo tai tượng; đẩy mạnh trồng rừng phủ xanh đất trống đồi trọc ở các trạng thái Ia, Ib; và chuyển đổi diện tích nương chè kém hiệu quả ở các sườn núi cao sang trồng rừng kinh tế, đồng thời thay thế các nương chè già cỗi bằng giống chè cành và chè lai.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Nguyễn Thị Quỳnh Trang đã lượng hóa thành công đặc điểm cấu trúc lâm học, sinh khối và khả năng tích lũy cacbon trên mặt đất của rừng trồng Keo tai tượng tại xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên qua 3 cấp tuổi 3, 5 và 7. Kết quả thực nghiệm cho thấy tổng sinh khối khô tăng từ 16,88 tấn/ha (tuổi 3) lên 38,07 tấn/ha (tuổi 7), tương ứng với lượng cacbon tích lũy tăng từ 10,55 tấn C/ha lên 17,78 tấn C/ha, trong đó tầng cây gỗ chiếm tỷ trọng áp đảo lên tới 76,65% ở giai đoạn thành thục. Nghiên cứu đã cung cấp luận cứ khoa học tin cậy hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên rừng bền vững, quy hoạch sản xuất lâm nghiệp và định giá dịch vụ môi trường rừng tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Từ xưa, rừng đã được coi là tài sản quý báu và bậc nhất mà thiên nhiên ban tặng cho con người. Trong thực tế, rừng đã đem lại nhiều lợi ích to lớn. Rừng cung cấp cho ta những sản vật quý hiếm, thanh lọc không khí, điều hòa khí hậu, bảo về sự sống,. Đứng trước những thách thức về biến đổi khí hậu, giá trị của rừng càng được đề cao.

Những năm gần đây, đã có nhiều nghiên cứu trên thế giới và trong nước nhằm nỗ lực bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng. Giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ phá rừng và suy thoái rừng (REDD) ở các nước đang phát triển là sang kiến toàn cầu đã được hội nghị các nước thành viên thứ 13 (COP13) của công ước khung liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) và nghị định như Kyoto thông qua tại Ba-li (Indonesia) năm 2007. Hàng năm lượng khí thải từ phá rừng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển chiếm 20% so với tổng sản lượng phát thải hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu, vì thế sang kiến REDD đã dược hình thành từ ý tưởng giản đơn ban đầu là trả tiền cho các nước đang phát triển để làm giảm phát khí thải CO2 từ nghành lâm nghiệp. Một số vấn đề đặt ra là cần phải lượng hoá cacbon cơ sở, hiện đang được lưu trữ ở các cánh rừng.

Các bể chứa cacbon chính trong hệ sinh thái rừng nhiệt đới là các sinh khối sống của cây cối và thực vật dưới tán và khối lượng vật liệu chết rơi rụng, mảnh vụn gỗ và các chất hữu cơ trong đất. Các bon được lưu trữ trong sinh khối sống trên mặt đất của cây thường là các bể chứa lớn nhất và ảnh hưởng trực tiếp lớn nhất từ nạn phá rừng và suy thoái. Như vậy, ước tính cacbon trong sinh khối trên mặt đất của rừng là là bước quan trọng nhất trong việc xác định số lượng, dòng cacbon từ rừng nhiệt đới phương thức đo lường đối với các bể chứa đã được mô tả ở các tài liệu của Post và cộng sự (1999), Brown Masera (2003), Pearson và cộng sự (2005), IPCC (2006). Luan van 2 Sinh trưởng nhanh và năng suất cao đó là những loại cây trồng rừng tại khu vực nhiệt đới.

Ở khu vực này việc sản xuất gỗ có ý nghĩa và tầm quan trọng hang. Diện tích rừng trồng trên thế giới khoảng 130 triệu ha (Allan and Landy 1991) và che phủ toàn bộ khu vực nhiệt đới (FAO, 1995). Tổng số lượng các bon tích luỹ tại các khu rừng trồng toàn cầu ước tính khoảng 11,8 PgC (Winjum and Schroeder 1997), trong đó lượng cacbon trên mặt đất chủ yếu từ các khu công nghiệp. Những hoạt động của Nghành lâm nghiệp đang có những đóng góp cho việc tích luỹ cacbon ở các khu vực nhiệt đới,cũng như kết quả về sự thay đổikhí hậu và nhịp độ sinh trưởng của thực vật (Schroeder and ladd 1991).

Kết quả trồng rừng ở các khu vực trên thế giới đã tích luỹ một lượng cacbon trong khí quyển và từ mặt đất (Schroeder, 1992). Tất cả ước lượng cho việc tích luỹ cacbon ở các kiểu rừng (Brow, 1993; Lugo and Brow, 1992; Vogt, 1991) và những thông tin mới nhất về khả năng tích luỹ cacbon của những loài cây đã được công bố. Tầm quan trọng những đặc điểm riêng của loài cây có ý nghĩa trong việc tích luỹ cacbon toàn cầu và chu kỳ của nó. Thái Nguyên là một tỉnh miền núi với nhiều nhà máy, khu công nghiệp lớn, đang gây sức ép nặng nề với môi trường về lượng khí thải.

Điều quan trọng, trong những năm gần đây được Đảng và Nhà nước quan tâm tới công tác phát triển rừng, diện tích rừng trên toàn tỉnh Thái Nguyên đã lên tăng đáng kể. Để đánh giá được giá trị thực của rừng trồng keo tại tỉnh Thái Nguyên nói chung, qua đó có thể thương mại hoá chứng chỉ giảm phát thải, chủ yếu là lượng CO2, thì cần thiết phải xác định được trữ lượng cacbon có trong tích lũy Cacbon của các loại rừng. Những nghiên cứu dựa trên các phương pháp được thừa nhận và có độ tin cậy cao đã được áp dụng. Xuất phát từ lý do đó, được sự đồng ý của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu khả năng tích luỹ Cacbon của rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) tại xã Phúc Xuân, Thành phố Thái Nguyên” Luan van 3 1.

Mục tiêu tổng quát Xác định được khả năng tích lũy cacbon của rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được hiện trạng rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên. - Đánh giá được lượng sinh khối của rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên. - Đánh giá được lượng cacbon tích lũy trong rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên.

- Lượng hóa được năng lực hấp thu CO2 và giá trị môi trường của rừng trồng Keo tai tượng trên địa bàn xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu - Qua quá trình thực hiện đề tài, sinh viên sẽ được thực hành việc nghiên cứu khoa học, biết phương pháp phân bổ thời gian hợp lý để đạt hiệu quả cao trong quá trình làm việc, đồng thời là cơ sở để củng cố những kiến thức đã học trong nhà trường vào hoạt động thực tiễn. Ý nghĩa thực tiễn sản xuất - Thúc đẩy việc trồng rừng của người dân, giúp người dân hiểu rõ được chu kỳ của rừng trồng để thu được lợi ích trong việc trồng và phát triển rừng sản xuất. Luan van 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.

Trên thế giới 2. Những nghiên cứu về ảnh hưởng và biến động khí CO2 trong khí quyển đối với sự thay đổi khí hậu Các lý thuyết về sự hâm nóng toàn cầu phát sinh từ cuối thế kỷ XIX do những nhà khoa học Thụy Điển trong khi quan sát sự thay đổi nhiệt độ của không khí bị ô nhiễm để rồi từ đó kết luận rằng trái đất nóng dần do con người phóng thích các khí ô nhiễm vào không khí. Lý thuyết này là nguyên nhân khởi đầu cho bao cuộc thảo luận sau đó giữa các nhà khoa học. Họ đã tiên đoán là từ năm 1896, thán khí (CO2) thải vào không khí do việc đốt than đá để tạo ra năng lượng là nguyên nhân chính gây ra “hiệu ứng nhà kính”.

Mãi đến năm 1949, sau khi khảo sát hiện tượng tăng nhiệt độ trong không khí ở Âu Châu và Bắc Mỹ từ năm 1850 đến 1940 so với các nơi khác trên thế giới, các nhà nghiên cứu Anh đã đi đến kết luận là sự phát triển ở các quốc gia kỹ nghệ đã làm tăng lượng ô nhiễm thán khí trong không khí, do đó làm cho mặt đất ở hai vùng này nóng mau hơn so với các vùng chưa phát triển. Đến năm 1958, các cuộc nghiên cứu ở phòng thí nghiệm Mauna Loa Observatory (Hawai) đặt ở độ cao 3.345m đã chứng minh được khí CO2 là nguyên nhân chính yếu của sự gia tăng nhiệt độ. Đến năm 1976, các chất khí methane (CH4), chlorofluoroCác bon (CFC), nitrogen dioxide (NO2) cũng được xác nhận là nguyên nhân của hiệu ứng nhà kính. Các cuộc nghiên cứu do hai khoa học gia Karl và Trenberth trên tạp chí Sciences số tháng 12/2003 nói lên tính chất khẩn thiết của vấn đề này.

Theo ước tính của hai ông thì từ năm 1990 đến 2100, nhiệt độ trên mặt địa cầu sẽ tăng từ 3,1 đến 8,9oF (1,6 đến 4,2oC); sự tăng nhiệt độ này sẽ làm Luan van 5 nóng chảy hai tảng băng ở Greenland và Antartica và có thể làm ngập lụt các bờ biển (và người ta cũng ước tính được rằng CO2 trong không khí đã tăng 30% từ năm 1750 đến nay). Điều này sẽ làm thu hẹp diện tích đất sống của con người trên quả địa cầu, để rồi từ đó sinh ra nhiều hệ lụy như sau [43]: – Trái đất sẽ chịu đựng những luồng khí nóng bất thường; – Hạn hán sẽ thường xuyên hơn và xảy ra ở nhiều nơi; – Mưa to, bão tố xảy ra bất thường cũng như không thể tiên liệu trước như hiện nay; – Các hệ thực vật, sinh vật trên trái đất sẽ bị thay đổi; – Sau cùng mực nước biển sẽ dâng cao ở nhiều nơi, ước tính khoảng 0,75 –1,5m vào năm 2100. Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí được xếp thứ tự theo tỉ lệ được trình bày trong bảng sau: Bảng 2. Tỷ lệ đóng góp gây hiệu ứng nhà kính của các loại khí trong khí quyển Các loại chất khí Tỷ lệ (%) gây hiệu ứng NO2 5 O3 8 CH4 12-20 CFC 15-25 CO2 50-60 (Nguồn: Md.

Mahmudur Rahman, 2004) Tóm lại, “Hiệu ứng nhà kính” có thể được giải thích một cách khoa học và hình tượng hơn như sau: Các khí kể trên (cũng được gọi là “khí nhà kính” - KNK) di chuyển trong bầu khí quyển, “nhốt” (trap) khí nóng, các bức xạ nhiệt thải hồi từ mặt địa cầu tại nơi đây, do đó khí nóng này không thể thoát ra ngoài không gian được. Ngược lại, các khí trên cũng đã “hành xử” như một nhà kính để lọc các tia sáng mặt trời trước khi vào trái đất. Nghiên cứu về sự tích lũy Cacbon trong các hệ sinh thái rừng Theo số liệu của Tổ chức Lương Nông thế giới (FAO): tổng diện tích rừng trên thế giới hiện nay khoảng 4 tỉ ha, chiếm gần 30% diện tích đất toàn cầu. Hàng năm trên toàn thế giới bị mất đi khoảng 13 triệu ha rừng (trong đó có khoảng 0,4% là rừng nguyên sinh) và con số này vẫn chưa có dấu hiệu giảm, đặc biệt là trong những năm gần đây những vụ cháy rừng có qui mô lớn đã xảy ra ngày càng nhiều hơn trước (như ở Indonesia, Mỹ, Nga vừa qua…).

Từ đó tổ chức này đã cảnh báo: nạn phá rừng lấy đất sản xuất, làm nhà ở, nhất là nạn khai thác rừng lấy gỗ một cách bừa bãi và hiểm họa cháy rừng hiện làm cho trái đất ngày càng bị sa mạc hóa, nhiều động thực vật quý hiếm đã và đang bị diệt chủng. Các chuyên gia khí tượng trên thế giới cũng cho biết, nhiệt độ trung bình trên thế giới từ đầu năm 2007 đã cao hơn mức nhiệt độ trung bình của thế kỷ XX là khoảng 0,720 C, gây ra hạn hán kéo dài, mưa lớn, bão tuyết, lũ lụt và sụt lở đất … diễn ra trong những năm trở lại đây thường xuyên hơn.