Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng trồng thông mã vĩ pinus massoniana lamb tại huyện cao lộc tỉnh lạng sơn

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng trồng thông mã vĩ pinus, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Lê Thị Thảo
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Công Hoan
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) tại huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Những nghiên cứu trên thế giới
• 1.1.1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng trồng
• 1.1.1.1. Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo đường kính
• 1.1.1.2. Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo chiều cao
• 1.1.1.3. Nghiên cứu quy luật tương quan
• 1.1.1.3.1. Quy luật tương quan H/D
• 1.1.1.3.2. Quy luật tương quan Dt/D1,3
• 1.1.2. Những nghiên cứu về sinh khối
• 1.1.3. Những nghiên cứu về tích lũy các bon
• 1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.2.1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng
• 1.2.2. Những nghiên cứu về sinh khối
• 1.2.3. Những nghiên cứu về tích lũy các bon
• 1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu
• 1.3.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Cơ sở phương pháp luận
• 2.3.2. Phương pháp ngoại nghiệp
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc điểm chung của lâm phần Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu
• 3.2. Một số đặc điểm của rừng trồng Thông mã vĩ
• 3.3. Nghiên cứu quy luật cấu trúc và tương quan rừng Thông mã vĩ
• 3.4. Nghiên cứu cấu trúc sinh khối lâm phần Thông mã vĩ
• 3.5. Nghiên cứu cấu trúc sinh khối tươi
• 3.6. Nghiên cứu cấu trúc sinh khối khô
• 3.7. Xác định khả năng tích lũy các bon rừng Thông mã vĩ
• 3.7.1. Cấu trúc các bon tích lũy trong cây cá lẻ
• 3.7.2. Cấu trúc các bon tích lũy trong tầng cây gỗ
• 3.7.3. Lượng các bon tích lũy trong cây bụi-thảm tươi và thảm mục
• 3.7.4. Cấu trúc các bon toàn lâm phần Thông mã vĩ
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• 4.1. Đặc điểm của rừng trồng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu
• 4.2. Cấu trúc sinh khối rừng trồng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu
• 4.3. Khả năng tích lũy các bon rừng trồng Thông mã vĩ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Rừng Thông Mã Vĩ Tích Lũy Carbon Tại Lạng Sơn

Nghiên cứu về rừng thông mã vĩ tại Cao Lộc, Lạng Sơn đang trở nên cấp thiết trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Rừng đóng vai trò quan trọng trong việc tích lũy carbon, góp phần giảm thiểu khí nhà kính. Phá rừng và suy thoái rừng chiếm 18% tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu. Bảo vệ và phát triển rừng là ưu tiên hàng đầu của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Việt Nam có tiềm năng lớn trong việc phát triển các dự án tín chỉ carbon rừng. Năm 2021, Việt Nam có 612 triệu tấn carbon lưu giữ trong rừng, 80% từ rừng tự nhiên. Do vậy, nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin khoa học quan trọng cho việc quản lý rừng bền vững và định giá môi trường rừng. Nghiên cứu tập trung vào đánh giá cấu trúc rừng và khả năng tích lũy carbon của rừng thông mã vĩ tại địa phương. "Phá rừng và suy thoái rừng chiếm 18% tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu" là một dẫn chứng quan trọng về sự cấp thiết của việc bảo tồn rừng.

1.1. Vai Trò của Rừng Thông Mã Vĩ Trong Hấp Thụ Carbon

Rừng thông mã vĩ có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ carbon từ khí quyển thông qua quá trình quang hợp. Lượng carbon được lưu trữ trong sinh khối rừng, bao gồm thân cây, cành, lá và rễ. Nghiên cứu này sẽ đánh giá khả năng tích lũy carbon của rừng thông mã vĩ tại Cao Lộc, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý rừng hiệu quả. Tích lũy carbon giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu. Việc bảo tồn rừng thông mã vĩ là một giải pháp tự nhiên hiệu quả để giảm phát thải và bảo vệ môi trường.

1.2. Tổng Quan Về Địa Lý Lạng Sơn và Đặc Điểm Sinh Thái Rừng Thông

Cao Lộc là huyện miền núi của tỉnh Lạng Sơn, có khí hậu mát mẻ, bốn mùa rõ rệt, nhiệt độ trung bình năm 21°C. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều loại cây lâm nghiệp phát triển, đặc biệt là thông mã vĩ (Pinus massoniana). Rừng thông mã vĩ có khả năng thích nghi tốt và mang lại nhiều giá trị kinh tế, môi trường. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào đặc điểm sinh thái của rừng thông tại địa phương, từ đó đánh giá tiềm năng của loài cây này trong việc tích lũy carbon và phát triển lâm nghiệp.

II. Thách Thức Quản Lý và Bảo Tồn Rừng Thông Mã Vĩ Tại Cao Lộc

Mặc dù rừng thông mã vĩ có nhiều lợi ích, song vẫn đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình quản lý và bảo tồn. Việc khai thác quá mức, chuyển đổi mục đích sử dụng đất, và cháy rừng là những yếu tố đe dọa đến diện tích và chất lượng rừng. Bên cạnh đó, thiếu hụt thông tin về cấu trúc rừng và khả năng tích lũy carbon gây khó khăn cho việc đưa ra các quyết định quản lý rừng bền vững. Do vậy, nghiên cứu này sẽ xác định các vấn đề chính, từ đó đề xuất các giải pháp phù hợp để bảo tồn rừng thông mã vĩ và phát huy vai trò của rừng trong việc giảm phát thải và bảo vệ môi trường. Cần có các giải pháp bảo tồn rừng hiệu quả.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Cấu Trúc Rừng và Tích Lũy Carbon

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc rừng và khả năng tích lũy carbon của rừng thông mã vĩ. Mật độ trồng, tuổi cây, điều kiện đất đai và khí hậu là những yếu tố quan trọng. Ngoài ra, các hoạt động quản lý rừng, như tỉa thưa và khai thác, cũng có tác động đáng kể. Nghiên cứu này sẽ đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố này, từ đó đưa ra các khuyến nghị về quản lý rừng để tối ưu hóa tích lũy carbon. Việc xác định các yếu tố quan trọng giúp đưa ra các biện pháp quản lý hiệu quả.

2.2. Khai Thác Rừng và Chuyển Đổi Mục Đích Sử Dụng Đất Nguy Cơ Tiềm Ẩn

Khai thác rừng không bền vững và chuyển đổi mục đích sử dụng đất là những nguy cơ lớn đối với rừng thông mã vĩ. Việc khai thác quá mức làm giảm sinh khối rừng và lượng carbon được lưu trữ. Chuyển đổi đất rừng sang mục đích khác dẫn đến mất rừng và giảm khả năng hấp thụ carbon. Nghiên cứu này sẽ đánh giá tác động của các hoạt động này, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý đất rừng hiệu quả để bảo tồn rừng thông mã vĩ.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Cấu Trúc Rừng và Đánh Giá Trữ Lượng Carbon

Nghiên cứu sử dụng kết hợp phương pháp kế thừa và điều tra thực địa. Điều tra thực địa được thực hiện bằng 9 ô tiêu chuẩn điển hình, tạm thời với diện tích 1000 m2. Trong ô tiêu chuẩn, đo đếm các chỉ tiêu đường kính ngang ngực, chiều cao vụt ngọn, phân cấp sinh trưởng,. để xác định một số đặc điểm cấu trúc và tương quan lâm phần. Trong mỗi OTC, tiến hành chặt hạ 1 cây tiêu chuẩn để xác định sinh khối và tích lũy carbon cho lâm phần, đồng thời lập 5 ô thứ cấp có diện tích 25 m2 để xác định sinh khối cây bụi, thảm tươi. Nghiên cứu này sẽ cung cấp các thông tin chính xác về cấu trúc rừng và trữ lượng carbon.

3.1. Xác Định Sinh Khối Rừng Bằng Phương Pháp Chặt Hạ Cây Tiêu Chuẩn

Phương pháp chặt hạ cây tiêu chuẩn được sử dụng để xác định sinh khối rừng. Cây tiêu chuẩn được lựa chọn dựa trên kích thước trung bình của lâm phần. Sau khi chặt hạ, cây được chia thành các bộ phận (thân, cành, lá, rễ) và cân để xác định sinh khối tươi. Mẫu từ mỗi bộ phận được mang về phòng thí nghiệm để sấy khô và xác định sinh khối khô. Sinh khối khô được sử dụng để tính toán trữ lượng carbon. "Trong mỗi OTC, tiến hành chặt hạ 1 cây tiêu chuẩn để xác định sinh khối và tích lũy các bon cho lâm phần...".

3.2. Đánh Giá Đa Dạng Sinh Học Rừng Phương Pháp Ô Tiêu Chuẩn và Ô Dạng Bản

Để đánh giá đa dạng sinh học, nghiên cứu sử dụng phương pháp ô tiêu chuẩn và ô dạng bản. Ô tiêu chuẩn được sử dụng để đo đếm các loài cây gỗ và cây bụi. Ô dạng bản được sử dụng để xác định sinh khối thảm tươi và thảm mục. Các thông tin về đa dạng sinh học được sử dụng để đánh giá giá trị môi trường của rừng thông mã vĩ. Việc duy trì đa dạng sinh học là quan trọng cho sự ổn định của rừng.

IV. Kết Quả Cấu Trúc Sinh Khối và Tích Lũy Carbon Rừng Thông

Kết quả nghiên cứu cho thấy cấu trúc lâm phần có dạng một đỉnh lệch trái. Điều này chứng tỏ trong lâm phần còn tồn tại số lượng lớn những cây có kích thước nhỏ, thuộc cấp sinh trưởng III và Va cần phải tỉa thưa trong thời gian tới. Sinh khối cây tiêu chuẩn có sự biến động từ chân > sườn > đỉnh, trong đó tổng sinh khối tươi trung bình từ 99,53-136,30 kg/cây. Tỷ lệ sinh khối khô giữa thành phần cây bụi thảm tươi và thảm mục so với tổng sinh khối khô có sự trênh lệch đáng kế, trong đó sinh khối khô của cây bụi thảm tươi chiếm tỷ lệ cao hơn trong tổng sinh khối. Kết quả này sẽ là cơ sở quan trọng để quản lý rừng.

4.1. Phân Tích Cấu Trúc Rừng Mật Độ Rừng và Phân Bố Kích Thước Cây

Nghiên cứu phân tích mật độ rừng và phân bố kích thước cây để đánh giá cấu trúc rừng. Mật độ rừng ảnh hưởng đến khả năng tích lũy carbon và sự phát triển của các loài cây. Phân bố kích thước cây cho thấy sự phân tầng và cạnh tranh trong lâm phần. Kết quả phân tích cấu trúc rừng cung cấp thông tin quan trọng để đề xuất các biện pháp quản lý rừng phù hợp. Việc tỉa thưa có thể cải thiện cấu trúc rừng.

4.2. Sinh Khối Rừng Thông Mã Vĩ Phân Bố Theo Bộ Phận Cây và Tầng Rừng

Nghiên cứu xác định sinh khối rừng theo bộ phận cây (thân, cành, lá, rễ) và tầng rừng (cây gỗ, cây bụi, thảm tươi, thảm mục). Phân bố sinh khối cho thấy vai trò của từng bộ phận và tầng rừng trong việc lưu trữ carbon. Kết quả này giúp xác định các biện pháp quản lý để tối ưu hóa sinh khối rừng và tích lũy carbon. "Sinh khối cây tiêu chuẩn có sự biến động từ chân > sườn > đỉnh, trong đó tổng sinh khối tươi trung bình từ 99,53-136,30 kg/cây."

V. Tiềm Năng Tích Lũy Carbon và Phát Triển Kinh Tế Rừng Tại Cao Lộc

Nghiên cứu cho thấy rừng thông mã vĩ tại Cao Lộc có tiềm năng lớn trong việc tích lũy carbon và phát triển kinh tế rừng. Tổng lượng carbon tích lũy biến động từ 25,16 - 29,63 tấn/ha, trong đó lượng carbon tích lũy giữu các bộ phận cũng có xu hướng giảm dần từ thân > rễ > cành > lá. Việc quản lý rừng bền vững có thể tăng cường khả năng tích lũy carbon và tạo ra các nguồn thu từ tín chỉ carbon. Bên cạnh đó, rừng thông mã vĩ còn cung cấp các sản phẩm lâm nghiệp và dịch vụ môi trường khác, góp phần phát triển kinh tế địa phương. Cần có chính sách hỗ trợ phát triển kinh tế rừng.

5.1. Định Giá Trữ Lượng Carbon và Tiềm Năng Tham Gia Thị Trường Carbon

Nghiên cứu định giá trữ lượng carbon của rừng thông mã vĩ để đánh giá tiềm năng tham gia thị trường carbon. Giá trị carbon được tính toán dựa trên giá carbon trên thị trường và lượng carbon được lưu trữ trong rừng. Tham gia thị trường carbon có thể tạo ra nguồn thu cho chủ rừng và khuyến khích quản lý rừng bền vững. Việc định giá carbon là quan trọng để đưa ra các quyết định đầu tư.

5.2. Giải Pháp Quản Lý Rừng Bền Vững và Phát Huy Giá Trị Kinh Tế

Quản lý rừng bền vững là chìa khóa để phát huy giá trị kinh tế và môi trường của rừng thông mã vĩ. Các giải pháp quản lý rừng bao gồm tỉa thưa, trồng xen cây bản địa và phòng chống cháy rừng. Quản lý rừng bền vững giúp tăng cường khả năng tích lũy carbon, bảo tồn đa dạng sinh học và tạo ra các sản phẩm lâm nghiệp có giá trị. Cần có sự tham gia của cộng đồng địa phương trong quản lý rừng.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Rừng Thông và Carbon

Nghiên cứu đã cung cấp các thông tin quan trọng về cấu trúc rừng và khả năng tích lũy carbon của rừng thông mã vĩ tại Cao Lộc. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến rừng thông và hiệu quả của các biện pháp quản lý rừng. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào đánh giá đa dạng sinh học, quản lý sâu bệnh hại và phát triển các mô hình kinh tế rừng bền vững. Nghiên cứu này là nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo.

6.1. Biến Đổi Khí Hậu và Tác Động Đến Sinh Trưởng và Tích Lũy Carbon

Biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng và tích lũy carbon của rừng thông mã vĩ. Tăng nhiệt độ và thay đổi lượng mưa có thể làm giảm năng suất rừng và khả năng hấp thụ carbon. Nghiên cứu cần đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và đề xuất các biện pháp thích ứng để bảo vệ rừng thông.

6.2. Lâm Nghiệp Lạng Sơn Cơ Hội và Thách Thức Trong Bối Cảnh Mới

Lâm nghiệp Lạng Sơn có nhiều cơ hội để phát triển trong bối cảnh mới, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức. Cơ hội bao gồm tiềm năng tham gia thị trường carbon, phát triển du lịch sinh thái và cung cấp các sản phẩm lâm nghiệp có giá trị. Thách thức bao gồm biến đổi khí hậu, sâu bệnh hại và thiếu hụt nguồn lực. Cần có chiến lược phát triển lâm nghiệp bền vững để tận dụng cơ hội và vượt qua thách thức.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu đang là thách thức toàn cầu với các hiện tượng thiên tai ngày càng gia tăng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống và đời sống con người. Trong đó, phá rừng và suy thoái rừng chiếm khoảng 18% tổng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu. Việt Nam, với tỷ lệ che phủ rừng khoảng 42%, có tiềm năng lớn trong phát triển các dự án tín chỉ các bon rừng nhằm giảm thiểu hiệu ứng nhà kính. Năm 2021, lượng các bon lưu giữ trong rừng Việt Nam đạt khoảng 612 triệu tấn, trong đó 80% đến từ rừng tự nhiên. Giai đoạn 2010-2020, giảm phát thải chủ yếu đến từ giảm suy thoái và mất rừng tự nhiên, đồng thời hoạt động phục hồi và trồng rừng đóng vai trò quan trọng trong hấp thụ các bon.

Huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn, với tổng diện tích tự nhiên gần 62.000 ha, trong đó diện tích rừng trồng chiếm hơn 35.000 ha, có khí hậu mát mẻ, nhiệt độ trung bình năm khoảng 21°C, phù hợp cho phát triển nhiều loại cây lâm nghiệp, đặc biệt là Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb). Loài cây này không chỉ cung cấp nhựa và gỗ mà còn có khả năng tích lũy các bon, góp phần giảm thiểu hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, nghiên cứu về khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ tại Cao Lộc còn hạn chế.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác định đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ thuần loài, đều tuổi tại huyện Cao Lộc, làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật chăm sóc và xác định phí dịch vụ môi trường rừng trong tương lai. Nghiên cứu có phạm vi thực hiện tại xã Xuân Long và Yên Trạch, tập trung vào rừng trồng Thông mã vĩ tuổi 9. Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng, đồng thời hỗ trợ phát triển bền vững thị trường các bon rừng tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về cấu trúc rừng, sinh khối và tích lũy các bon trong hệ sinh thái rừng trồng. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Lý thuyết phân bố Weibull: Được sử dụng để mô tả quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/D1,3) và chiều cao (N/Hvn) trong rừng trồng thuần loài, đều tuổi. Phân bố Weibull có khả năng phản ánh chính xác dạng phân bố lệch trái, đối xứng hoặc lệch phải của các chỉ tiêu cấu trúc rừng.

2. Mô hình tương quan sinh trưởng Hvn/D1,3 và Dt/D1,3: Mối quan hệ giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) và đường kính ngang ngực (D1,3), cũng như đường kính tán (Dt) và đường kính thân (D1,3), được mô hình hóa bằng các phương trình hồi quy tuyến tính hoặc phi tuyến nhằm phản ánh sự phát triển sinh trưởng của cây trong lâm phần.

Các khái niệm chính bao gồm: đường kính ngang ngực (D1,3), chiều cao vút ngọn (Hvn), mật độ cây (N), sinh khối tươi và khô (Wt, Wk), hàm lượng các bon trong sinh khối, và phân bố các bon trong các bộ phận cây (thân, rễ, cành, lá).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kế thừa kết hợp điều tra thực địa tại huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn. Cụ thể:

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu ngoài hiện trường tại 9 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình, diện tích mỗi ô 1000 m² (25x40 m), đại diện cho rừng trồng Thông mã vĩ thuần loài, đều tuổi 9. Trong mỗi OTC, đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính ngang ngực (D1,3), chiều cao vút ngọn (Hvn), mật độ cây, phân cấp sinh trưởng.

• Thu thập sinh khối và các bon: Mỗi OTC chặt hạ 1 cây tiêu chuẩn để xác định sinh khối tươi và khô các bộ phận thân, cành, lá, rễ. Đồng thời, lập 5 ô thứ cấp diện tích 25 m² để xác định sinh khối cây bụi và thảm tươi, trong mỗi ô thứ cấp lập 1 ô dạng bản 1 m² để xác định sinh khối thảm mục. Tổng cộng 45 ô thứ cấp và ô dạng bản được khảo sát.

• Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm SPSS 20.0 để phân tích thống kê mô tả, kiểm định phân bố Weibull, xây dựng các mô hình hồi quy tương quan Hvn/D1,3 và Dt/D1,3. Tính toán sinh khối tươi, khô và lượng các bon tích lũy theo công thức chuẩn, áp dụng hệ số chuyển đổi hàm lượng các bon là 0,495.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập số liệu thực địa trong năm 2023, xử lý và phân tích số liệu trong vòng 3 tháng tiếp theo, hoàn thiện báo cáo và luận văn trong quý cuối năm 2023.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm cấu trúc rừng trồng Thông mã vĩ: Tổng diện tích rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Cao Lộc là khoảng 2.425 ha, phân bố tại 8 xã. Mật độ cây trung bình khoảng 1.300 cây/ha, đường kính trung bình 13,58 cm, chiều cao trung bình 9,41 m. Trữ lượng gỗ trung bình đạt 90,93 m³/ha. Phân bố số cây theo đường kính có dạng phân bố Weibull với tham số α dao động từ 2,22 đến 3,21, cho thấy cấu trúc rừng có dạng đỉnh lệch trái hoặc tiệm cận phân bố chuẩn, tập trung nhiều cây nhỏ thuộc cấp sinh trưởng III và Va, chiếm khoảng 70% số cây trong các ô tiêu chuẩn.

2. Sinh khối cây tiêu chuẩn và lâm phần: Sinh khối tươi trung bình của cây tiêu chuẩn dao động từ 99,53 đến 136,30 kg/cây, phân bố sinh khối theo chiều cao cây giảm dần từ chân > sườn > đỉnh. Sinh khối khô của cây bụi và thảm tươi chiếm tỷ lệ cao hơn so với thảm mục, với sinh khối khô cây bụi thảm tươi chiếm phần lớn trong tổng sinh khối khô.

3. Khả năng tích lũy các bon: Tổng lượng các bon tích lũy trong rừng trồng Thông mã vĩ dao động từ 25,16 đến 29,63 tấn/ha. Lượng các bon phân bố giảm dần theo thứ tự thân > rễ > cành > lá với tỷ lệ tương ứng 53,16%; 20,16%; 17,42% và 9,26%. Phần lớn các bon tích lũy tập trung trong sinh khối trên mặt đất (thân, cành, lá) chiếm trên 80%, phần còn lại nằm trong rễ và thảm mục.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân bố số cây theo đường kính và chiều cao phù hợp với các nghiên cứu trước đây về rừng trồng thuần loài đều tuổi, cho thấy rừng Thông mã vĩ tại Cao Lộc đang trong giai đoạn phát triển với nhiều cây nhỏ cần được tỉa thưa để tăng không gian sinh trưởng. Sinh khối cây tiêu chuẩn và lâm phần tương đối ổn định, phù hợp với điều kiện sinh thái và khí hậu của vùng.

Khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ tại Cao Lộc tương đương với các nghiên cứu ở miền Trung Trung Quốc và các vùng Đông Bắc Việt Nam, khẳng định vai trò quan trọng của rừng trồng trong giảm phát thải khí nhà kính. Việc phân bố các bon chủ yếu tập trung ở thân cây và rễ phù hợp với đặc điểm sinh trưởng của loài, đồng thời cho thấy tầm quan trọng của việc bảo vệ và chăm sóc rừng để duy trì khả năng tích lũy các bon.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố Weibull cho số cây theo đường kính và chiều cao, biểu đồ cột thể hiện sinh khối tươi và khô các bộ phận cây, cũng như biểu đồ tròn minh họa tỷ lệ các bon tích lũy trong từng bộ phận cây và toàn lâm phần.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thực hiện tỉa thưa nhóm cây nhỏ: Tiến hành tỉa thưa các cây thuộc cấp sinh trưởng III và Va nhằm giảm mật độ cây nhỏ, tăng không gian dinh dưỡng cho cây còn lại, nâng cao chất lượng rừng. Thời gian thực hiện trong vòng 1-2 năm tới, do Ban quản lý rừng và các hộ dân trồng rừng phối hợp thực hiện.

2. Tăng cường công tác chăm sóc, nuôi dưỡng: Áp dụng các biện pháp kỹ thuật như cắt tỉa cành, bón phân hữu cơ để thúc đẩy sinh trưởng, tăng sinh khối và khả năng tích lũy các bon. Thực hiện định kỳ hàng năm, ưu tiên các lâm phần có mật độ cao và sinh trưởng kém.

3. Xây dựng mô hình quản lý rừng bền vững: Kết hợp giám sát sinh trưởng, sinh khối và tích lũy các bon để điều chỉnh kế hoạch quản lý phù hợp, đảm bảo phát triển rừng ổn định và hiệu quả kinh tế - môi trường. Thời gian triển khai trong 3-5 năm, do các cơ quan quản lý tài nguyên rừng chủ trì.

4. Phát triển dịch vụ môi trường rừng và thị trường các bon: Xác định phí dịch vụ môi trường dựa trên khả năng tích lũy các bon của rừng trồng Thông mã vĩ, tạo nguồn thu bền vững cho người dân và doanh nghiệp trồng rừng. Triển khai trong giai đoạn 2024-2026, phối hợp với các tổ chức tài chính và chính quyền địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý tài nguyên rừng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý, chăm sóc và phát triển rừng trồng Thông mã vĩ hiệu quả, đồng thời phát triển thị trường các bon rừng.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình phân tích cấu trúc rừng và tích lũy các bon, phục vụ cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo.

3. Doanh nghiệp và cộng đồng trồng rừng: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật chăm sóc, tỉa thưa nhằm nâng cao năng suất và giá trị kinh tế của rừng trồng, đồng thời khai thác tiềm năng dịch vụ môi trường rừng.

4. Các tổ chức môi trường và phát triển bền vững: Sử dụng dữ liệu về tích lũy các bon để đánh giá hiệu quả các dự án trồng rừng, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ đa dạng sinh học.

Câu hỏi thường gặp

1. Rừng trồng Thông mã vĩ có khả năng tích lũy các bon như thế nào?
   Rừng trồng Thông mã vĩ tại Cao Lộc tích lũy khoảng 25,16 - 29,63 tấn các bon trên mỗi hecta, chủ yếu tập trung ở thân cây (53,16%) và rễ (20,16%). Đây là mức tích lũy tương đối cao, góp phần quan trọng trong giảm phát thải khí nhà kính.

2. Phân bố cây theo đường kính và chiều cao có ý nghĩa gì trong quản lý rừng?
   Phân bố cây theo đường kính và chiều cao giúp xác định cấu trúc rừng, đánh giá mật độ và chất lượng cây trồng. Cấu trúc lệch trái cho thấy nhiều cây nhỏ cần tỉa thưa để tăng không gian sinh trưởng, từ đó nâng cao năng suất và sức khỏe rừng.

3. Phương pháp thu thập sinh khối và các bon được thực hiện như thế nào?
   Sinh khối được xác định bằng cách chặt hạ cây tiêu chuẩn, phân chia các bộ phận thân, cành, lá, rễ, cân đo sinh khối tươi và khô. Lượng các bon được tính bằng cách nhân sinh khối khô với hệ số 0,495 theo tiêu chuẩn quốc tế.

4. Các biện pháp kỹ thuật nào được đề xuất để nâng cao khả năng tích lũy các bon?
   Các biện pháp gồm tỉa thưa cây nhỏ, cắt tỉa cành, bón phân hữu cơ, quản lý mật độ cây hợp lý và chăm sóc định kỳ nhằm thúc đẩy sinh trưởng và tăng sinh khối, từ đó tăng khả năng tích lũy các bon.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào phát triển thị trường các bon rừng?
   Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để xác định giá trị các bon tích lũy, từ đó xây dựng chính sách phí dịch vụ môi trường rừng, hỗ trợ doanh nghiệp và cộng đồng tham gia thị trường các bon, góp phần phát triển kinh tế xanh bền vững.

Kết luận

• Rừng trồng Thông mã vĩ tại huyện Cao Lộc có cấu trúc phân bố cây theo đường kính và chiều cao phù hợp với mô hình phân bố Weibull, với nhiều cây nhỏ cần tỉa thưa để nâng cao chất lượng rừng.
• Sinh khối tươi trung bình cây tiêu chuẩn dao động từ 99,53 đến 136,30 kg/cây, sinh khối khô và lượng các bon tích lũy tập trung chủ yếu ở thân và rễ.
• Tổng lượng các bon tích lũy trong rừng trồng dao động từ 25,16 đến 29,63 tấn/ha, đóng góp quan trọng vào giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật tỉa thưa, chăm sóc và phát triển dịch vụ môi trường rừng nhằm nâng cao năng suất và giá trị các bon tích lũy.
• Nghiên cứu là cơ sở khoa học quan trọng cho quản lý tài nguyên rừng, phát triển thị trường các bon và thúc đẩy phát triển bền vững tại địa phương.

Hành động tiếp theo: Triển khai các biện pháp quản lý và chăm sóc rừng theo khuyến nghị, đồng thời mở rộng nghiên cứu đánh giá tích lũy các bon ở các tuổi rừng khác và các vùng sinh thái khác để hoàn thiện dữ liệu phục vụ chính sách phát triển rừng bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Những nghiên cứu trên thế giới 1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng trồng a, Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo đường kính Một dạng đường cong giảm liên tục đã được Meyer (1952) phát triển để mô tả phân bố N/D, sau này quy luật phân bố này đã được một số tác giả trên thế giới ứng dụng trong các nghiên cứu cho các loại rừng. Khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài cây rừng ở Maranhoo – Brazin, Batista, J.Z (1992) (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2001) để mô tả N/D cho dạng rừng trồng thuần loài, đều tuổi cho thấy, phân bố Weibull là phù hợp hơn cả vì phân bố này có dạng một đỉnh, lệch trái phù hợp với quy luật phân bố số cây theo đường kính dưới dạng phân bố xác suất và thường được sử dụng.

Cùng với đó, Balley (1973) cũng sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba cho phân bố đường kính của rừng thuần loài, đều tuổi sau khi khép tán. J (1973) đã sử dụng đường kính bình quân lâm phần và đường kính tán, Dmin để xác định các tham số của hàm Weibull với giả thiết các chỉ tiêu này có liên hệ mật thiết với A, N lâm phần. b, Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo chiều cao Quy luật cấu trúc bao gồm nhiều quy luật tồn tại khách quan trong rừng nhưng quan trọng nhất là các quy luật: Cấu trúc đường kính, cấu trúc chiều cao phân bố rừng, quan hệ giữa đường kính tán (Dt) và đường kính ngang ngực (D1,3), Schiffel, A. Isagi (1997) khi xây dựng quan hệ giữa chiều cao và đường kính cho rừng Sồi trong Rừng quốc gia ở Kyoto, Nhật Bản cho thấy tốc độ tăng trưởng chiều cao của cây sớm hơn được khích thích bởi mức độ chiếu xạ cao và ngược lại.

Sự tăng trưởng chiều cao và tăng trưởng đường kính có thể hình thành mối quan hệ quan trọng. Hơn nữa, mặc dù sự thay đổi trong mối quan hệ đường kính-chiều cao thân cây theo thời gian cũng ảnh hưởng đến động thái mật độ cây rừng. Ngoài ra, việc vẽ các phẫu đồ đứng về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng của rừng cũng là một phương pháp đơn giản để biểu diễn mối quan hệ giữa tăng trưởng chiều cao và tăng trưởng đường kính trung bình đã được xây dựng để làm cơ sở cho biện pháp chăm sóc, tỉa thưa rừng. c, Nghiên cứu quy luật tương quan * Quy luật tương quan H/D Qua nhiều nghiên cứu của các tác giả đi trước cho thấy mối tương quan giữa chiều cao và đường kính là một tương quan chặt chẽ.

Theo quy luật sinh trưởng của cây rừng khi tuổi tăng lên thì đường kính và chiều cao cũng tăng lên. Tuy nhiên quy luật này chỉ tồn tại trong một giới hạn cho phép của cây rừng trong quá trình sinh trưởng. Trong các lâm phần rừng tự nhiên hay rừng trồng, khi tuổi cây rừng tăng lên thì tỷ lệ giữa chiều cao và đường kính thân cây cũng tăng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trong quá trình sinh trưởng của rừng thì giữa đường kính và chiều cao cây có quan hệ chặt chẽ và liên quan đến tuổi và mật độ lâm phần, do vậy các đường cong biểu thị quan hệ H/D có thể bị thay đổi và tăng dần lên trên khi tuổi tăng.

Có rất nhiều các hàm toán học để mô tả mối quan hệ này như hàm bậc nhất, bậc hai, hàm mũ, Parabon,. (1967) đã đề nghị các dạng phương trình dưới đây: 4 h = a +b1d +b2d2 (1.7) Tuy nhiên trong lâm phần, cả nhóm cây bị chèn ép và nhóm cây chiếm ưu thế đều cho thấy khả năng tăng tốc về tăng trưởng chiều cao ở các tuổi khác nhau. Sự biến động trong quan hệ H/D theo sự tăng trưởng có thể được cho bởi những thay đổi điều kiện ánh sáng theo thời gian và điểm uốn của quỹ đạo giữa phép đo tương quan giữa chiều cao và đường kính trung bình cũng thay đổi. Các kiểu phát triển thân cây quan sát được của từng cây có thể giải thích những thay đổi theo trình tự thời gian trong mối quan hệ đường kính- chiều cao của quần thể và làm cơ sở cho kỹ thuật chăm sóc rừng.

I (1930), lấy cấp đất làm cơ sở nghiên cứu quan hệ H/D. Từ các cấp đất khác nhau làm cơ sở để xây dựng một đường cong H bình quân ứng với mỗi cỡ kinh để có được dãy tương quan theo loài và cấp chiều cao. Từ đó dùng dùng phương trình toán học để nắn quan hệ H/D theo loài cây và cấp chiều cao. Điển hình của nghiên cứu này là của tác giả Gehrhardt và Kopetxki: Hg = a + b*g (1.8) Khi xây dựng mô hình tuyến tính giữa H và D tác giả Krauter, G (1958) và Tiourin, A.V (1931) đã sử dụng cấp đất và cấp tuổi làm căn cứ.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, quan hệ giữa đường kính và chiều cao của lâm phần đã phản ánh rõ cả những tác động của hoàn cảnh và tuổi (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2001). 5 Trong kinh doanh rừng trồng thuần loài và cùng tuổi có thể sử dụng các phương trình khác nhau để mô tả quy luật H/D, tuy nhiên không phải lúc nào cũng có thể tìm ra phương trình phù hợp để biểu thị cho mối quan hệ này bởi quan hệ giữa các cá thể cây rừng trong lâm phần là rất phức tạp và luôn có sự thay đổi bởi các yếu tố tác động như: mật độ, công tác chăm sóc, thiên tai, sâu bệnh hai,. nên khi sử dụng các hàm mô tả quan hệ H/D với tuổi sẽ khó khăn. * Quy luật tương quan Dt/D1,3 Đường cong mô tả đường kính tá của cây có xu hướng phân kỳ theo tuổi so với đường cong đường kính bình quân lâm phần bởi khi cây rừng lớn lên các chỉ số về đường kính tá, đường kính tại ví trí 1,3 và chiều cao vút ngọn, chiều cao dưới cành có sự thay đổi trong từng cây cá lẻ và cả lâm phần.

Do vậy việc xác định không gian sống có ý nghĩa quan trọng để thay đổi thời gian chăm sóc, tỉa cành, tỉa thưa mật độ cây đứng nhằm tận dụng triệt để không gian dinh dưỡng và thay đổi cấu trúc của quan hệ Dt/D1,3 của cây. Một số nghiên cứu của Cromer O. D (1948), Wiilingham (1948) (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2001) về tương quan giữa Dt với D1,3 ở một số loài cây trên thế giới cho thấy, có thể sử dụng các hàm tuyến tính (bấc nhất, bậc hai, Prapon,.) để xây dựng quan hệ này và thấy rằng có ý nghĩa trong nghiên cứu và thực tiễn. Những nghiên cứu về sinh khối Lihu Dong and Fengri Li (2021) khi tiến hành nghiên cứu quần thể Thông ba lá (Pinus koraiensis) tự nhiên ở vùng đông bắc Trung Quốc cho thấy, để nghiên cứu sinh khối và tích lũy các bon đã tiến hành chặt cây tiêu chuẩn và xây dựng phương trình tuyến tính giữa sinh khối và các bon từng bộ phận với nhân tố điều tra lâm phần (D, H).

Kết quả cho thấy rằng có mối quan hệ mật thiết giữa chiều cao (H) và đường kính thân cây (D) với sinh khối và tích lũy các bon cây cá lẻ và toàn lâm phần, trong đó thân cây chiếm tỷ lệ sinh khối và các bon cao nhất; tiếp đến là rễ dao động từ 0,18- 6 0,35 tấn/ha. Các mô hình này được sử dụng nhằm ước tính sinh khối cây riêng lẻ Thông (Pinus koraiensis) một cách chính xác hơn phục vụ công tác kiểm kê rừng ở Trung Quốc. Trong đó, sinh khối rễ cao nhất ở tầng đất sâu 0 - 20 cm, và tăng nhiều nhất giữa rừng trưởng thành (0,34 tấn/ha) và rừng già (1,08 tấn/ha) ở hai tầng đất. Ngoài ra, mô hình phân bố rễ của bốn kiểu rừng là khác nhau ở bốn cấp đường kính, trong đó ở rừng non và rừng già tỷ lệ rễ mịn (0 - 2 mm) và rễ nhỏ (2 - 5 mm) lớn hơn, và tổng tỷ lệ của chúng tương ứng là 87,43% và 79,32%, trong khi cấp kính càng lớn thì tỷ trọng càng nhỏ.

Ở rừng trưởng thành và rừng già, tỷ lệ sinh khối của rễ giữa từ 5 - 10 mm và trên 10 mm bắt đầu tăng so với ở rừng non và rừng già, sinh khối của rễ giữa tăng lên nhiều nhất giữa rừng trưởng thành (0,75 tấn/ha) và rừng già (1,94 tấn /ha), và sinh khối của rễ tăng nhiều nhất giữa rừng tuổi trung niên (0,32 tấn/ha) và rừng trưởng thành (2,72 tấn/ha). Nhìn chung, tổng sinh khối của bộ rễ tăng dần khi tuổi rừng tăng dần. Sinh khối của rễ giảm dần theo sự phát triển của chiều sâu đất. Kết quả phân tích phương sai cho thấy, ảnh hưởng của độ sâu đất đến sinh khối rễ là cực kỳ có ý nghĩa (F = 13,903, P <0,01), trong khi ảnh hưởng của tuổi rừng đến sinh khối rễ là không đáng kể (F = 1,530, P = 0,226).

al, (2019) khi nghiên cứu đặc điểm sinh khối của rừng trồng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) ở tỉnh Hồ Bắc, miền Trung Trung Quốc đã cho thấy, tuổi lâm phần và công tác quản lý rừng trồng có ảnh hưởng đến sinh khối của cây. Nghiên cứu được thực hiện ở các tuổi 9, 18, 28 và 48, 7 và được phân chia thành các lâm phần được quản lý chăm sóc và không được quản lý chăm sóc. Mô hình tăng trưởng chỉ ra rằng, tốc độ tăng trưởng của cây cao nhất khi rừng trồng ở tuổi 17 và tốc độ tăng trưởng trung bình khi rừng trồng ở tuổi 23. Sinh khối cây trong lâm phần được quản lý chăm sóc lớn hơn 9,75% so với sinh khối trong những lâm phần không được quản lý, chăm sóc.

Từ kết quả này, tác giả đề xuất một số giải pháp để nâng cao năng suất và chất lượng rừng Thông tại khu vực nghiên cứu. Meta Francis Justine. al, (2015) khi nghiên cứu sinh khối và tích lũy carbon theo ở các tuổi (3, 5, 7, 9, 12,15, 19, 29, 35 và 42) của các lâm phần Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb) ở vùng Thượng lưu sông Dương Tử cho thấy, sinh khối rừng trồng tăng lên khi tăng tuổi lâm phần, dao động từ 0,84 tấn/ha trong lâm phần tuổi 3 lên 252,35 tấn/ha trong lâm phần tuổi 42. Sinh khối trên mặt đất (AGB) đóng góp 86,51%; giá trị lớn nhất gấp 300 lần giá trị nhỏ nhất.