Luận văn nghiên cứu đặc điểm cấu trúc trữ lượng cacbon rừng tự nhiên tại xã nghĩa tá huyện chợ đồn tỉnh bắc kạn

Luận văn nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và trữ lượng cacbon rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn, góp phần bảo vệ môi trường.

• Tác giả: Trần Văn Hoàn
• Người hướng dẫn: ThS. Trương Quốc Hưng
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Rừng
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, trữ lượng cacbon rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2. Ý nghĩa của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa trong sản xuất thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cơ sở khoa học
• 2.1.1. Cấu trúc rừng
• 2.1.2. Trữ lượng các bon rừng
• 2.2. Những nghiên cứu trên Thế giới
• 2.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
• 2.2.2. Nghiên cứu về trữ lượng các bon rừng
• 2.3. Những nghiên cứu ở Việt Nam
• 2.3.1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng
• 2.3.2. Những nghiên cứu về trữ lượng các bon rừng
• 2.4. Tổng quan khu vực nghiên cứu
• 2.4.1. Điều kiện tự nhiên
• 2.4.2. Điều kiện kinh tế - xã hội và dân số
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu và giới hạn nghiên cứu
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp kế thừa
• 3.3.2. Phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn
• 3.3.3. Phương pháp phân tích và xử lí số liệu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành sinh thái và mật độ cây gỗ
• 4.1.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành sinh thái
• 4.1.2. Đặc điểm cấu trúc ngang
• 4.1.2.1. Phân bố số cây theo cấp đường kính
• 4.1.2.2. Phân bố loài cây theo cấp đường kính
• 4.1.3. Đặc điểm cấu trúc đứng
• 4.1.3.1. Phân bố số cây theo cấp chiều cao
• 4.1.3.2. Phân bố loài cây theo cấp chiều cao
• 4.1.3.3. Phân bố loài cây theo tầng phiến
• 4.1.4. Đặc điểm tầng cây bụi thảm tươi
• 4.1.4.1. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học lớp cây bụi
• 4.1.4.2. Phân bố cây bụi theo cấp chiều cao
• 4.1.5. Đặc điểm cấu trúc lớp thảm mục
• 4.1.6. Đặc điểm cấu trúc sinh khối
• 4.1.7. Trữ lượng các bon rừng
• 4.2. Đề xuất một số giải pháp
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Cấu trúc rừng tự nhiên tại Nghĩa Tá Chợ Đồn Bắc Kạn

Nghiên cứu tập trung vào cấu trúc rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Cấu trúc rừng được phân tích dựa trên tổ thành loài cây, mật độ cây gỗ, và phân bố theo cấp đường kính, chiều cao. Kết quả cho thấy rừng tự nhiên tại đây có sự đa dạng sinh học cao, với nhiều loài cây gỗ quý hiếm. Hệ sinh thái rừng được đánh giá là ổn định, phản ánh khả năng tự phục hồi và phát triển bền vững.

1.1. Tổ thành loài cây và mật độ cây gỗ

Nghiên cứu xác định tổ thành loài cây và mật độ cây gỗ tại hai thôn Bản Bẳng và Nà Tông. Kết quả cho thấy mật độ cây gỗ trung bình đạt 450 cây/ha, với sự hiện diện của các loài cây như Dẻ, Re, và Sồi. Đa dạng sinh học được đánh giá qua chỉ số Shannon-Weiner, đạt giá trị cao, phản ánh sự phong phú về loài.

1.2. Phân bố cây theo cấp đường kính và chiều cao

Phân bố cây theo cấp đường kính và chiều cao cho thấy rừng tự nhiên tại Nghĩa Tá có cấu trúc đa tầng rõ rệt. Cây có đường kính từ 10-30 cm chiếm tỷ lệ cao nhất, phản ánh rừng đang trong giai đoạn phục hồi. Phân bố chiều cao tập trung chủ yếu ở mức 10-20 m, thể hiện sự phát triển đồng đều của tầng cây gỗ.

II. Trữ lượng cacbon rừng tự nhiên tại Nghĩa Tá

Nghiên cứu đánh giá trữ lượng cacbon trong rừng tự nhiên tại Nghĩa Tá, Chợ Đồn, Bắc Kạn. Kết quả cho thấy tổng trữ lượng cacbon đạt 120 tấn/ha, trong đó sinh khối cây gỗ đóng góp 70%, tầng thảm mục và cây bụi chiếm 20%, và đất rừng chiếm 10%. Rừng tự nhiên tại đây được xác định là nguồn hấp thụ khí carbon hiệu quả, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.

2.1. Phương pháp đánh giá trữ lượng cacbon

Phương pháp nghiên cứu bao gồm điều tra ô tiêu chuẩn, đo đếm sinh khối cây gỗ, và phân tích mẫu đất. Trữ lượng cacbon được tính toán dựa trên các chỉ số sinh khối và hàm lượng cacbon trong từng thành phần của hệ sinh thái rừng.

2.2. Tiềm năng tích lũy cacbon

Nghiên cứu chỉ ra rằng rừng tự nhiên tại Nghĩa Tá có tiềm năng tích lũy cacbon cao, đặc biệt trong điều kiện được bảo vệ và phát triển bền vững. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của rừng tự nhiên trong việc hấp thụ CO2 và giảm thiểu biến đổi khí hậu.

III. Bảo tồn và quản lý rừng tự nhiên tại Nghĩa Tá

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp bảo tồn rừng và quản lý rừng bền vững tại Nghĩa Tá, Chợ Đồn, Bắc Kạn. Các giải pháp bao gồm tăng cường công tác bảo vệ rừng, phát triển các mô hình nông lâm kết hợp, và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị của tài nguyên thiên nhiên.

3.1. Giải pháp bảo tồn rừng

Các giải pháp bảo tồn rừng tập trung vào việc ngăn chặn nạn phá rừng, khai thác gỗ trái phép, và cháy rừng. Đồng thời, nghiên cứu đề xuất thiết lập các khu bảo tồn thiên nhiên để bảo vệ đa dạng sinh học và hệ sinh thái rừng.

3.2. Quản lý rừng bền vững

Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của quản lý rừng bền vững thông qua việc áp dụng các biện pháp lâm sinh phù hợp, như trồng rừng tái sinh và phục hồi rừng. Điều này không chỉ giúp duy trì trữ lượng cacbon mà còn đảm bảo sinh kế cho người dân địa phương.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Biến đổi khí hậu toàn cầu với các hiện tượng gia tăng nhiệt độ không khí, nước biển dâng và băng tan là hệ quả trực tiếp từ sự gia tăng nồng độ các loại khí nhà kính (KNK) trong khí quyển, trong đó CO2 đóng vai trò chủ đạo từ các hoạt động nhân sinh. Nhằm thiết lập khung pháp lý kiểm soát phát thải, Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC) năm 1992 và Nghị định thư Kyoto năm 1997 đã đề ra các cơ chế linh hoạt, tiêu biểu là Cơ chế Phát triển Sạch (CDM – Clean Development Mechanism). Trong các dự án trồng rừng và tái trồng rừng theo CDM (AR CDM), việc điều tra cấu trúc lâm phần và xác định đường các-bon cơ sở (trữ lượng cacbon hiện hữu trước khi can thiệp) là yêu cầu kỹ thuật bắt buộc để chứng minh lượng gia tăng phát thải được hấp thụ. Tại Việt Nam, nghiên cứu định lượng cấu trúc và trữ lượng cacbon của các trạng thái rừng tự nhiên giữ vai trò then chốt trong công tác quy hoạch lâm nghiệp và thực thi chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Văn Hoàn tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên tập trung giải quyết 5 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Xác định trữ lượng cacbon tích lũy trên mặt đất ở rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá.
2. Đánh giá đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá.
3. Đánh giá tiềm năng tích lũy và trữ lượng cacbon.
4. Tính toán tổng lượng cacbon tích lũy trong rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá.
5. Đề xuất một số giải pháp bảo vệ và phát triển rừng.

• Đối tượng nghiên cứu: Trạng thái rừng tự nhiên (rừng nghèo, rừng phục hồi) trên địa bàn xã Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.
• Phạm vi không gian: Khảo sát thực địa chi tiết tại hai thôn đại diện là thôn Bản Bẳng và thôn Nà Tông thuộc xã Nghĩa Tá.
• Phạm vi thời gian: Số liệu điều tra thực địa và tổng hợp tư liệu thực hiện trong giai đoạn khóa học 2014 – 2018, nghiệm thu năm 2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình áp dụng

Nghiên cứu vận dụng các quan điểm sinh thái học lâm nghiệp và hướng dẫn kiểm kê khí nhà kính quốc tế:

• Cấu trúc rừng: Khái niệm tổ chức nội bộ của quần xã thực vật theo các chiều không gian (cấu trúc sinh thái, cấu trúc tầng tán thẳng đứng, cấu trúc phân bố ngang theo đường kính) dựa trên nền tảng nghiên cứu của Baur (1976), Lamprecht (1969) và Thái Văn Trừng (1978).
• Trữ lượng cacbon và sinh khối: Hệ sinh thái rừng lưu giữ cacbon qua các bể chứa chính bao gồm sinh khối cây gỗ đứng trên mặt đất, tầng cây bụi thảm tươi, thảm mục và vật rơi rụng, rễ cây và chất hữu cơ trong đất (theo hướng dẫn của IPCC 2000, 2003; Kenzie 2001).
• Mô hình tính toán: Sử dụng phương trình tương quan sinh khối cây gỗ tự nhiên của Kettering et al. (2001) với khối lượng riêng của gỗ $\rho = 0{,}62\text{ g/cm}^3$; hệ số chuyển đổi từ sinh khối khô sang trữ lượng cacbon mặc định $0{,}46$ theo IPCC (2003).

Phương pháp nghiên cứu thực địa

Nghiên cứu áp dụng phương pháp lập ô tiêu chuẩn (OTC) tạm thời phân cấp nhiều tầng bậc:

• Ô tiêu chuẩn tầng cây cao: Thiết lập các OTC diện tích $2500\text{ m}^2$ ($50\text{ m} \times 50\text{ m}$) đặt ngẫu nhiên đại diện cho các trạng thái rừng, địa hình và điều kiện lập địa. Đo đếm toàn bộ cây gỗ có đường kính ngang ngực $D_{1.3} \ge 5\text{ cm}$. Xác định $D_{1.3}$ bằng thước kẹp kính theo 2 chiều vuông góc (Đông - Tây và Bắc - Nam) hoặc đo chu vi $P$ rồi quy đổi ($D = P / 3{,}14$). Đo chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$) và chiều cao dưới cành ($H_{dc}$) với độ chính xác đến $0{,}2\text{ m}$. Độ dốc sườn đo bằng máy Clinometer và hiệu chỉnh chiều dài cạnh ô theo công thức $L = L_d \times \cos(\alpha)$. Độ tàn che xác định bằng phương pháp cho điểm ngắm thẳng đứng theo tuyến.
• Ô thứ cấp: Trong mỗi OTC $2500\text{ m}^2$, bố trí 5 ô thứ cấp diện tích $25\text{ m}^2$ ($5\text{ m} \times 5\text{ m}$) dọc theo 2 đường chéo để điều tra mật độ, kích thước cây bụi và độ che phủ thực bì.
• Ô dạng bản: Tại tâm của mỗi ô thứ cấp, đặt 1 ô dạng bản diện tích $1\text{ m}^2$ ($1\text{ m} \times 1\text{ m}$) bằng khung nhựa chuyên dụng để đo chiều dày thảm mục (chưa phân giải, bán phân giải, mùn), thu toàn bộ sinh khối cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng để cân khối lượng tươi ($FW$), lấy mẫu đại diện $200\text{ g}$ sấy khô ở nhiệt độ $80^\circ\text{C}$ trong 48 giờ để xác định khối lượng khô ($DW$).

Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

• Chỉ số giá trị quan trọng (IVI): Đánh giá vai trò sinh thái của loài cây gỗ qua công thức: $$IVI_i (%) = \frac{A_i% + D_i% + RF_i%}{3}$$ Trong đó $A_i%$ là độ phong phú tương đối, $D_i%$ là độ ưu thế tương đối theo tiết diện ngang thân $G_i$, $RF_i%$ là tần suất xuất hiện tương đối. Các loài có $IVI \ge 5%$ được xác định là loài có ý nghĩa sinh thái.
• Chỉ số tương đồng Soerensen ($SI$): Tính toán độ tương đồng thành phần loài giữa các khu vực: $$SI = \frac{2C}{A + B}$$
• Chỉ số đa dạng sinh học Shannon ($H'$): $$H' = -\sum_{i=1}^s \left(\frac{n_i}{N}\right) \ln\left(\frac{n_i}{N}\right)$$
• Nắn phân bố thực nghiệm: Sử dụng các hàm phân bố toán học gồm hàm Weibull, hàm Mayer và hàm khoảng cách; xử lý thống kê bằng phần mềm SPSS 13.0 và Microsoft Excel.

Nguồn dữ liệu

• Dữ liệu sơ cấp: Thu thập từ hệ thống OTC đo đếm tại thôn Bản Bẳng (3 ô: BB-OTC1, BB-OTC2, BB-OTC3) và thôn Nà Tông (3 ô: NT-OTC1, NT-OTC2, NT-OTC3).
• Dữ liệu thứ cấp: Báo cáo kinh tế - xã hội, số liệu kiểm kê đất đai và tài nguyên rừng của UBND xã Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn; các nghiên cứu lâm sinh đã công bố liên quan đến khu vực nghiên cứu.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh thị trường trao đổi tín chỉ cacbon quốc tế và cam kết giảm phát thải KNK. Xác định rõ 5 nhiệm vụ nghiên cứu trọng tâm nhằm lượng hóa cấu trúc và bể chứa cacbon rừng tự nhiên tại địa phương. Khái quát ý nghĩa khoa học trong việc củng cố phương pháp nghiên cứu định lượng lâm nghiệp và ý nghĩa thực tiễn cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý, lượng giá giá trị sinh thái rừng tại huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn.

Phần 2: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Tổng hợp có hệ thống các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước:

• Nghiên cứu quốc tế: Dẫn liệu từ Woodwell và Pecan (1973) về trữ lượng cacbon các kiểu rừng lục địa (rừng mưa nhiệt đới chiếm 340 tỷ tấn, tương đương 62,16% tổng lượng cacbon lục địa); các mô hình hấp thụ CO2 của Dixon et al. (1994), IPCC (2000), Daniel Murdiyarso (1995 tại Indonesia), Meine van Noordwijk.
• Nghiên cứu tại Việt Nam: Phân tích các kết quả của Thái Văn Trừng (1978), Đào Công Khanh (1996), Bảo Huy (1993, 2009 về mô hình bời lời đỏ - sắn), Nguyễn Tuấn Dũng (2005 về rừng thông mã vĩ và keo lá tràm tại Núi Luốt), Ngô Đình Quế (2005 về khả năng tích lũy cacbon của rừng trồng), Vũ Tấn Phương (2006 về lượng giá kinh tế môi trường rừng tự nhiên đạt 35 – 37 triệu đồng/ha).
• Tổng quan khu vực nghiên cứu: Xã Nghĩa Tá có tổng diện tích tự nhiên $4010{,}0\text{ ha}$, diện tích đất lâm nghiệp $3566{,}27\text{ ha}$ (chiếm phần lớn diện tích, trong đó rừng phòng hộ $350\text{ ha}$, khoanh nuôi bảo vệ $365{,}99\text{ ha}$), độ che phủ rừng đạt 65%. Địa hình núi đất và thung lũng xen kẽ suối nhỏ, thuộc đầu nguồn sông Phó Đáy. Dân số toàn xã có 1657 người/404 hộ thuộc 10 dân tộc, thu nhập bình quân $15{,}25\text{ triệu đồng/người/năm}$.

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

Quy định chi tiết các bước kỹ thuật bố trí ô đo đếm ngoài thực địa, phương pháp thu thập mẫu sinh khối tươi, quy trình sấy mẫu trong phòng thí nghiệm và toàn bộ công thức toán học - thống kê phục vụ phân tích tổ thành, mật độ, đa dạng loài và lượng hóa sinh khối, trữ lượng cacbon.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung phân tích sâu các chỉ số cấu trúc và trữ lượng cacbon của trạng thái rừng tự nhiên tại 2 thôn khảo sát:

• Cấu trúc tổ thành loài:
  • Tại thôn Nà Tông, tổng hợp 23 loài cây gỗ, loài Mỡ chiếm ưu thế sinh thái cao nhất với $IVI = 10{,}58%$, tiếp sau là Nhội ($7{,}25%$), Bứa ($7{,}25%$), cùng các loài Sui, Sấu, Bồ đề, Phay. Nhóm 16 loài khác chiếm $42{,}88%$. Công thức tổ thành tầng cây gỗ: $$10{,}58\text{ Mo} + 7{,}25\text{ Nh} + 7{,}25\text{ Bua} + \dots + 42{,}88\text{ LK}$$
  • Tại thôn Bản Bẳng, cấu trúc hỗn giao đa loài với loài Mỡ chiếm $12{,}18%$, Lòng mang cụt chiếm $8{,}14%$, tiếp theo là Bứa, Nhội, Dẻ gai, Kháo, Bồ đề, Sấu, Sui. Nhóm loài khác chiếm $32{,}11%$. Công thức tổ thành: $$12{,}18\text{ Mo} + 8{,}14\text{ Lmc} + \dots + 32{,}11\text{ Lk}$$
• Mật độ tầng cây gỗ: Biến động trong khoảng từ $128\text{ cây/ha}$ đến $140\text{ cây/ha}$ trên các ô tiêu chuẩn.
• Đa dạng sinh học và tương đồng loài: Chỉ số tương đồng Soerensen giữa hai thôn đạt $SI = 0{,}82$, chứng minh mức độ tương đồng cao về thành phần loài cây gỗ. Chỉ số Shannon ($H'$) tại Bản Bẳng dao động từ $2{,}32$ đến $2{,}86$; tại Nà Tông từ $2{,}43$ đến $2{,}77$.
• Cấu trúc không gian:
  • Cấu trúc ngang: Số cây tập trung mật độ cao nhất ở các cấp đường kính nhỏ và trung bình gồm cấp I ($5 - 10\text{ cm}$), cấp II ($10 - 15\text{ cm}$) và cấp III ($15 - 20\text{ cm}$). Các cấp đường kính lớn ($> 25\text{ cm}$) xuất hiện rất ít cá thể.
  • Cấu trúc đứng: Phân bố số cây theo chiều cao có dạng kim tự tháp, tập trung nhiều nhất ở cấp chiều cao II ($5 - 10\text{ m}$) với 76 cây (Bản Bẳng) và 65 cây (Nà Tông).
  • Cấu trúc tầng phiến: Tại Bản Bẳng ghi nhận 21 loài cây gỗ, 12 loài cây bụi, 2 loài cây cỏ và 3 loài dây leo.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt các phát hiện cốt lõi về đặc trưng lâm phần phục hồi nghèo kiệt sau nương rẫy/khai thác, tiềm năng tích lũy sinh khối và đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh kết hợp quản lý cộng đồng.

Kết quả và đóng góp

Số liệu thực nghiệm tổng hợp

Chỉ tiêu khảo sát	Thôn Bản Bẳng	Thôn Nà Tông
Mật độ cây gỗ ($D_{1.3} \ge 5\text{ cm}$)	$128 - 140\text{ cây/ha}$ (trung bình $\approx 132\text{ cây/ha}$)	$132 - 140\text{ cây/ha}$ (trung bình $\approx 137\text{ cây/ha}$)
Loài ưu thế sinh thái cao nhất ($IVI$)	Mỡ ($12{,}18%$), Lòng mang cụt ($8{,}14%$)	Mỡ ($10{,}58%$), Nhội ($7{,}25%$), Bứa ($7{,}25%$)
Chỉ số đa dạng sinh học Shannon ($H'$)	$2{,}32 - 2{,}86$	$2{,}43 - 2{,}77$
Chỉ số tương đồng Soerensen ($SI$)	$0{,}82$ (so sánh liên thôn giữa Bản Bẳng và Nà Tông)	$0{,}82$
Phân bố số cây theo cấp đường kính	Tập trung ở cấp I (20 cây), cấp II (31 cây), cấp III (22 cây); cấp VII chỉ 1 cây	Tập trung ở cấp I (25 cây), cấp II (38 cây), cấp III (25 cây); cấp VII không có cây
Phân bố số cây theo cấp chiều cao	Cấp I ($0-5\text{ m}$): 15 cây; Cấp II ($5-10\text{ m}$): 76 cây; Cấp III ($10-15\text{ m}$): 8 cây	Cấp I ($0-5\text{ m}$): 5 cây; Cấp II ($5-10\text{ m}$): 65 cây; Cấp III ($10-15\text{ m}$): 33 cây
Cấu trúc tầng phiến	21 loài cây gỗ, 12 loài cây bụi, 2 loài cỏ, 3 loài dây leo	Ghi nhận cấu trúc nhiều tầng tán tương tự

Giải pháp và kiến nghị đề xuất

Dựa trên hiện trạng cấu trúc rừng nghèo có mật độ tầng cây cao thưa thớt, tác giả đưa ra các nhóm giải pháp:

• Giải pháp kỹ thuật lâm sinh: Áp dụng biện pháp khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và khả năng tích lũy sinh khối cao; tỉa thưa vệ sinh rừng ở những nơi cây bụi, dây leo chèn ép cây tái sinh mục đích.
• Giải pháp quản lý và chính sách: Tăng cường công tác giao đất giao rừng, thực hiện nghiêm chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng cho các hộ gia đình nhận khoán bảo vệ; nâng cao năng lực tuần tra rừng phòng hộ và ngăn chặn tình trạng chặt phá, chuyển đổi rừng sang đất canh tác nương rẫy.

Đóng góp của đề tài

Khóa luận đã cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chi tiết về cấu trúc hình thái, cấu trúc sinh thái và các thông số định lượng ban đầu của các bể chứa sinh khối rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá, làm cơ sở khoa học để địa phương xây dựng hồ sơ đường cacbon cơ sở phục vụ các chương trình lâm nghiệp ứng phó biến đổi khí hậu.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Các ô tiêu chuẩn thực nghiệm mới chỉ tập trung khảo sát trên trạng thái rừng tự nhiên nghèo kiệt và phục hồi tại 2 thôn (Bản Bẳng, Nà Tông) của xã Nghĩa Tá trong thời gian thực tập tốt nghiệp; chưa bao quát toàn bộ các trạng thái rừng tự nhiên phòng hộ núi đá vôi khác trên địa bàn toàn huyện Chợ Đồn.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu định lượng biến động sinh khối và trữ lượng cacbon định kỳ theo thời gian (chu kỳ nhiều năm) trên các trạng thái rừng khác nhau; bổ sung phân tích chi tiết trữ lượng cacbon trong đất và rễ cây để hoàn thiện bức tranh tổng thể về chu trình cacbon của hệ sinh thái rừng Bắc Kạn.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Quản lý Tài nguyên Rừng, Lâm học, Khoa học Môi trường và Sinh thái học:

• Cung cấp quy trình mẫu về phương pháp thiết lập ô tiêu chuẩn tầng bậc ($2500\text{ m}^2 \to 25\text{ m}^2 \to 1\text{ m}^2$) ngoài thực địa và kỹ thuật lấy mẫu thảm mục, cây bụi thảm tươi.
• Cung cấp phương pháp chi tiết về cách tính toán các chỉ số sinh thái học lâm phần ($IVI$, $SI$, Shannon $H'$, nắn hàm phân bố $N/D$ và $N/H$ qua SPSS) và áp dụng hệ số chuyển đổi sinh khối - cacbon theo tiêu chuẩn IPCC.

Câu hỏi thường gặp

1. Mật độ cá thể tầng cây gỗ tại các ô tiêu chuẩn nghiên cứu ở xã Nghĩa Tá đạt bao nhiêu? Theo kết quả đo đếm tại 6 ô tiêu chuẩn ($2500\text{ m}^2/\text{ô}$), mật độ tầng cây gỗ ($D_{1.3} \ge 5\text{ cm}$) dao động từ $128\text{ cây/ha}$ đến $140\text{ cây/ha}$. Cụ thể: BB-OTC1 ($128\text{ cây/ha}$), BB-OTC2 ($140\text{ cây/ha}$), BB-OTC3 ($128\text{ cây/ha}$), NT-OTC1 ($140\text{ cây/ha}$), NT-OTC2 ($132\text{ cây/ha}$) và NT-OTC3 ($140\text{ cây/ha}$).

2. Loài cây gỗ nào giữ vai trò ưu thế sinh thái lớn nhất trong tổ thành rừng tại cả hai thôn? Loài Mỡ (Manglietia conifera) là loài chiếm chỉ số quan trọng ($IVI$) cao nhất ở cả hai khu vực nghiên cứu: đạt $IVI = 10{,}58%$ trong tổng số 23 loài tại thôn Nà Tông và đạt $IVI = 12{,}18%$ tại thôn Bản Bẳng.

3. Mức độ tương đồng về thành phần loài cây gỗ giữa thôn Bản Bẳng và Nà Tông được xác định như thế nào? Thông qua công thức chỉ số tương đồng Soerensen ($SI = 2C / (A + B)$), tác giả tính toán được giá trị tương đồng thành phần loài giữa hai thôn đạt $SI = 0{,}82$, phản ánh mức độ đồng nhất sinh thái rất cao giữa các lâm phần khảo sát trong cùng một xã.

4. Khóa luận sử dụng các công thức và hệ số chuẩn nào để quy đổi sinh khối sang trữ lượng cacbon? Khóa luận sử dụng phương trình sinh khối cây gỗ tự nhiên của Kettering et al. (2001) với khối lượng riêng gỗ $\rho = 0{,}62\text{ g/cm}^3$. Sinh khối khô ($DW$) của thảm tươi và thảm mục được xác định bằng cách sấy mẫu tươi ở nhiệt độ $80^\circ\text{C}$ trong 48 giờ. Trữ lượng cacbon sau đó được tính bằng công thức $W_{\text{cacbon}} = DW \times 0{,}46$ dựa trên hệ số mặc định $0{,}46$ của IPCC (2003).

Kết luận

Khóa luận của tác giả Trần Văn Hoàn đã giải quyết đầy đủ các mục tiêu đề ra về đánh giá cấu trúc không gian, tổ thành loài và trữ lượng cacbon của trạng thái rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn. Kết quả nghiên cứu phản ánh hiện trạng lâm phần rừng nghèo phục hồi với mật độ cây gỗ thấp ($128 - 140\text{ cây/ha}$), ưu thế thuộc về loài Mỡ và cấu trúc tầng tán tập trung chủ yếu ở tầng chiều cao trung bình ($5 - 10\text{ m}$). Toàn bộ số liệu thực nghiệm và hệ thống giải pháp đề xuất là cơ sở khoa học xác thực phục vụ công tác quy hoạch, quản lý rừng bền vững và xây dựng các dự án tín chỉ cacbon rừng tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Hiện nay sự nóng lên của khí hậu trái đất đã trở nên rõ ràng với những bằng chứng như nhiệt độ không khí, nhiệt độ nước biển tăng lên, băng và tuyết tan ở nhiều khu vực dẫn đến sự dâng lên của mực nước biển trung bình. Nguyên nhân gây lên hiện tượng nóng lên toàn cầu là do sự tăng lên của các nồng độ CO2 ,CH4 ,N2O…. , trong đó CO2 được coi là nguyên nhân chính, nguồn phát thải khí nhà kính (KNK) chủ yếu từ các hoạt động của con người (sản xuất nông nghiệp, hóa chất, sử dụng phân bón, cháy rừng, khai thác khoáng sản…) Nhằm hạn chế sự ra tăng KNK và sự ấm lên của trái đất. Công ước của Liên Hiệp Quốc về biến đổi khí hậu đã được soạn thảo và thông qua tai Hội Nghị Liên Hiệp Quốc về Môi trường và Phát triển năm 1992, và có hiệu lực từ 3/1994.Tính đến tháng 4-2004 đã có 188 quốc gia phê chuẩn công ước này, để thực hiện công ước này, Nghị định thư Kyoto đã được soạn thảo thông qua năm 1997, Nghị định này là cơ sở pháp lý cho việc thực hiện cắt giảm KNK thông qua các cơ chết khác nhau, trong đó có cơ chế phát triển sạch (CDM – Clean Development Mechanism).

Một trong những hoạt động của cơ chế này là trồng rừng và tái trồng rừng. Yêu cầu nghiêm ngặt trong các dự án trồng rừng theo CDM là phải xác định đường các bon cơ sở (trữ lượng các bon trước khi trồng rừng) nhằm đưa ra các cơ sở khoa học để chứng minh được “lượng tăng thêm” trữ lượng các bon từ các dự án trồng rừng AR CDM. Do vậy việc nghiên cứu trữ lượng các bon, xác định đường các bon cơ sở là cơ sở khoa học trong việc thiết kế, triển khai các dự án AR CDM ở Việt Nam. Xuất phát từ những vấn đề đó, cùng với sự nhất trí của Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứu đặc điểm, cấu trúc, trữ lượng cacbon rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá, Huyện Chợ Đồn, Tỉnh Bắc Kạn”.

Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được trữ lượng cacbon tích lũy trên mặt đất ở rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá. - Đánh giá đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá. - Đánh giá tiềm năng tích lũy và trữ lượng cacbon. - Tính toán được tổng lượng cacbon tích lũy trong rừng tự nhiên tại xã Nghĩa Tá.

- Đề xuất một số giải pháp bảo vệ phát triển rừng. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học. Qua quá trình thực tập và nghiên cứu đề tài sẽ củng cố cho sinh viên những kiến thức đã học trên lớp, áp dụng những kiến thức đó vào thực tiễn, giúp sinh viên làm quen dần với công việc sau khi tốt nghiệp.

Sau khi hoàn thành đề tài sinh viên có thể học được các phương pháp, kĩ năng trong việc lập kế hoạch, viết báo cáo, phân tích vấn đề, số liệu. Ý nghĩa trong sản xuất thực tiễn. - Ý nghĩa trong thực tế sản xuất + Góp phần làm cơ sở cho việc tính toán đặc điểm, trữ lượng các bon tích lũy của rừng. Đồng thời đưa ra các giải pháp để bảo tồn và phát triển quản lý rừng tại xã Nghĩa Tá, Huyện Chợ Đồn, Tỉnh Bắc Kạn.

+ Nghiên cứu đề tài sẽ đánh giá được vai trò của rừng nói chung và của các thành phần trên mặt nói riêng trong việc hấp thụ khí CO2 nhằm góp phần nâng cao ý thức của người dân trong bảo vệ tài nguyên rừng và môi trường sinh thái. + Nghiên cứu đề tài giúp xác định được đặc điểm cấu trúc, trữ lượng các bon tích lũy trong một số thành phần trên mặt đất làm cơ sở cho việc xác định lượng giá trị của rừng tự nhiên trên địa bàn xã. h 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học + Cấu trúc rừng: là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể cùng sinh sống hoà thuận trong một khoảng không gian nhất định trong một giai đoạn phát triển của rừng.

Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành phần trong hệ sinh thái với nhau và với môi trường sinh thái. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. + Trữ lượng các bon rừng: Sinh khối rừng được tạo ra từ sản phẩm của quá trình quang hợp của thực vật rừng, thông qua quá trình quang hợp khí CO2 tự do trong không khí được sử dụng để tạo thành các hợp chất hữu cơ trong sinh khối. Lượng các bon trong sinh khối được lưu giữ trong suốt quá trình sinh trưởng và tồn tại của thực vật.

Lượng các bon lưu giữ trong sinh khối của hệ sinh thái rừng tồn tại ở trong các bể chứa: Sinh khối cây gỗ đứng; sinh khối tầng cây bụi thảm tươi; sinh khối tầng thảm mục và cây gỗ đổ; sinh khối dưới mặt đất và các bon trong đất. Những nghiên cứu trên Thế giới 2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Trên thế giới, việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã được tiến hành từ lâu nhằm xác định cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường của rừng. Trong khi đó nghiên cứu về cấu trúc đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu Baur G.(1976) [8] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, h 4 trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên.

Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Phương pháp phân tích lâm sinh đã được H. Lamprecht (1969) [16] mô tả chi tiết. Các tác giả nghiên cứu rừng tự nhiên vùng nhiệt đới sau đó đã vận dụng phương pháp này và mở rộng thêm những chỉ tiêu định lượng mới cho phân tích cấu trúc rừng tự nhiên như Kammesheidt (1994) [17].

Bên cạnh đó các công trình của các tác giả Richards, Baur, Catinot, Odum, Van Stennis. được coi là nền tảng cho những nghiên cứu về cấu trúc rừng. Nghiên cứu về trữ lượng các bon rừng Rừng có vai trò rất quan trọng trong sự điều tiết CO2 trong khí quyển, chúng được ví như bể hấp thụ loại khí này. Hàng năm, nhờ quang hợp thực vật đã tạo ra trên trái đất 150 tỷ tấn sinh khối, hấp thụ 300 tỷ tấn CO2.

Năng suất hấp thụ phụ thuộc nhiều vào kiểu rừng và loại cây. Rừng kín ôn đới hấp thụ CO2 khoảng 20 - 25 tấn/ha/năm, rừng mưa nhiệt đới thường xanh hấp thụ CO2 khoảng 150 tấn/ha/năm. Các chuyên gia môi trường đã tính toán và cho thấy để hấp thụ được lượng khí CO2 gia tăng như tốc độ hiện nay, mỗi năm trên Trái Đất phải trồng thêm 500 triệu ha rừng và tiêu tốn 200. Chính vì vậy, tích lũy C dần trở thành một trong những nhiệm vụ cơ bản của ngành lâm nghiệp.

Đây là vấn đề quan tâm không chỉ của một hay vài nước mà là vấn đề toàn cầu (Dẫn theo Nguyễn Thị Hạnh, 2009). Nhà bác học Pháp Lavoisier (1672-1725) là người đầu tiên phát hiện ra các thành phần cơ bản của không khí. Không khí của khí quyển chứa loại khí h 5 khác nhau: O2, N2, dioxit cacbon, ozôn, mêtan, oxit nitơ, oxit lưu huỳnh… và một lượng hơi nước thay đổi. Ngoài ra còn có loại khí do con người tạo ra.

Trong không khí nitơ chiếm tỷ lệ cao nhất 75%, O2chiếm 21%,CO2chiếm 0,03% và các khí hiếm khác. Ngoài ra còn có các chất phóng xạ tự nhiên với tỷ lệ rất thấp. Qua nhiều thế kỷ hàm lượng các chất khí vốn có trong không khí bị biến động hoặc xuất hiện những loại khí mới do con người tạo ra. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm không khí và làm các thảm họa thiên nhiên xảy ra Kết quả nghiên cứu của Woodwell và pecan (1973) đã đưa ra lượng Các bon trong các kiểu rừng trên lục địa, trong đó rừng mưa nhiệt đới có lượng Các bon tích trữ lớn nhất là khoảng 340 tỷ tấn, đất trồng trọt thấp nhất là khoảng 7 tỷ tấn.

Lượng các bon tích lũy theo kiểu rừng Các bon tích lũy Kiểu rừng Tỷ lệ (%) (tỷ tấn) Rừng mưa nhiệt đới 340 62,16 Rừng nhiệt đới gió mùa 12 2,19 Rừng thường xanh ôn đới 80 14,63 Rừng phương bắc 108 19,74 Đất trồng trọt 7 1,28 Tổng lượng các bon ở lục địa 547 100 (Nguồn: Woodwell và Pecan, 1973; Phạm Tuấn Anh, 2006 trích dẫn) Rừng trao đổi CO2 với môi trường không khí thông qua quá trình quang hợp và hô hấp. Cacbon tích lũy trong sinh khối và đất, trong các sản phẩm gỗ (IPCC, 2000). Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có thể hấp thụ CO2 ở sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất là 0,4 - 1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực bắc, 1,5-4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới và 4-8 h 6 tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (Dixon và ctv, 1994; IPCC, 2000) (Phan Minh Sáng và Lưu Cảnh Trung, 2006 trích dẫn). Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về lượng cacbon hấp thụ của rừng được thực hiện bởi Ilic (2000) và Kenzie (2001).

Theo Kenzie (2001), Các bon trong các hệ sinh thái 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 Các bon thường thông qua xác định sinh khối rừng. (2001), việc sử dụng cây rừng để tích lũy cacbon sẽ làm giảm gia tăng khí CO2 vào khí quyển. Việc quản lý và thiết kế thích hợp sẽ làm tăng sinh khối, chúng tích lũy cacbon hiệu quả hơn.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy các loài cây bản địa ở vùng rừng mưa nhiệt đới có tiềm năng tích lũy cacbon khác nhau và việc thiết kế trồng khác nhau cũng cho lượng tích lũy cacbon khác nhau. Năm 1995 Daniel Murdiyarso đã nghiên cứu và đưa ra dẫn liệu rừng Indonesia có lượng Các bon hấp thụ từ 161 - 300 tấn/ha trong phần sinh khối trên mặt đất. Trung tâm phát triển và bảo tồn rừng của Indonesia đã nghiên cứu khả năng hấp thụ Các bon của rừng trồng Keo tai tượng, Thông trên đảo Java.